NO20120002A1 - Bestemmelse av differensialstress basert pa formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for å utføre brønnboreoperasjoner på et felt med en undergrunnsformasjon. Fremgangsmåten inkluderer å bestemme, basert på en bildelogg av et brønnhull som krysser gjennom undergrunnsformasjonen, flere tolkede geologiske overflater, identifisere flere estimerte glidespeil fra de flere tolkede geologiske overflatene basert på minst ett forbestemt kriterium, beregne, ved anvendelse av en prosessor, en differensialspenning ved hjelp av en krumningsmodell som representerer minst en mekanisk enhet avgrenset av de flere estimerte glidespeilene, frembringe en spenningsmodell ved hjelp av differensialspenningen, identifisere et modellert brønnhullspenningsskapt brudd som reaksjon på at en total spenningsverdi i spenningsmodellen overstiger en styrkeegenskap for undergrunnsformasjonen, bestemme en forskjell mellom det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet og et observert spenningsskapt brudd i undergrunnsformasjonen, og oppdatere spenningsmodellen ved å justere de flere estimerte glidespeilene for, i sin tur, å justere forskjellen.

Description

BAKGRUNN

[oooi]Forskjellige operasjoner, så som geofysisk kartlegging, boring, logging, komplettering og produksjon av brønner, blir typisk utført for å lokalisere og utvinne verdifulle brønnfluider. Kartlegging blir ofte utført ved anvendelse av datainnsamlingsmetoder så som seismisk avbildning, resistivitetsavbildning etc. for å frembringe bilder av undergrunnsformasjoner. Disse formasjonene blir ofte analysert for å påvise forekomster av underjordiske verdier, så som verdifulle fluider eller mineraler, eller for å avgjøre om formasjonene har egenskaper egnet til lagring av fluider. Selv om de underjordiske verdiene ikke er begrenset til hydrokarboner, så som olje, blir i dette dokumentet betegnelsene "oljefelt" og "oljefeltoperasjon" anvendt synonymt med betegnelsene "felt" og "feltoperasjon" for å henvise til et sted der hvilke som helst verdifulle fluider eller mineraler befinner seg og til aktivitetene nødvendig for å utvinne dem. Betegnelsene kan også henvise til steder der substanser blir bortskaffet eller lagret ved at de pumpes inn i overflaten gjennom borehullene og til operasjonene i forbindelse med denne prosessen. Videre henviser betegnelsen "brønnhullsoperasjon" til en feltoperasjon i tilknytning til et brønnhull, herunder aktiviteter i forbindelse med planlegging av brønnhull, boring av brønnhull, komplettering av brønnhull og/eller produksjon gjennom brønnhullet.

[0002]Sprekker i jorden spiller en avgjørende rolle i påvirkningen av bevegelsen av fluider i bergarter. Sprekker kan ha et naturlig opphav eller kan bli dannet kunstig ved operasjoner i forbindelse med eksploatering av hydrokarbon- eller mineralreserver. For eksempel kan sprekker bli dannet med hensikt i en olje- eller gassbrønn ved å heve trykket i brønnfluidet til de omkringliggende bergartene sprekker opp som følge av strekk. Slike bergartsbrudd kan inkludere skjærbrudd, porekollaps etc. Sprekker dannet på denne måten er kjent som hydrauliske sprekker og de blir ofte anvendt i petroleumsindustrien for å øke produksjon ( dvs. stimulering) ved å tilveiebringe kanaler med høy permeabilitet som fremmer strømning av hydrokarboner inn i brønnhullet.

[0003]Produksjonen av hydrokarbon og stimuleringsutførelsen har historisk vært basert på bergartenes egenskaper, så som petrofysiske egenskaper eller stivhetsegenskaper, og ytre laster på formasjonen, så som størrelsen og retningen til fjernfeltspenningen. Disse formasjonsparametrene blir typisk anvendt for å påvirke prosessen med å bore og komplettere brønnhullet. For eksempel har porøsitet, metning, permeabilitet, naturlige sprekker, spenningers størrelse og retning vært målt for å karakterisere reservoaret. Imidlertid har ikke bruken av disse egenskapene fullt ut løst problemene som møtes ved hydraulisk stimulering og boreoptimalisering. Produksjons- og boreprofilet er sterkt varierende i mange brønnhull. I en rekke vertikale og horisontale kompletteringer har det vært observert ikke-uniform produksjon, i en slik grad at mange intervaller ikke har strømning. Trykkene som måles i brønnhullet under hydraulisk frakturering kan bli tolket for å frembringe et estimat av spenningsnivået i grunnen. For å kunne optimalisere produksjon og forstå hvor sprekker kan bli dannet i formasjonen, er det avgjørende med en korrekt tolkning av spenning i grunnen basert på en forståelse av lokal geologi og hvordan den henger sammen med de lokale reservoaregenskapene.

OPPSUMMERING

[0004]I ett aspekt vedrører oppfinnelsen generelt en fremgangsmåte for å utføre brønnhullsoperasjoner på et felt med en undergrunnsformasjon. Fremgangsmåten inkluderer å bestemme, basert på en bildelogg av et brønnhull som krysser gjennom undergrunnsformasjonen, flere tolkede geologiske overflater, identifisere flere estimerte glidespeil fra de flere tolkede geologiske overflatene basert på minst ett forbestemt kriterium, beregne, med bruk av en prosessor, en differensialspenning ved hjelp av en krumningsmodell som representerer minst én mekanisk enhet avgrenset av de flere estimerte glidespeilene, frembringe en spenningsmodell ved hjelp av differensialspenningen, identifisere et modellert brønnhullspenningsskapt brudd som reaksjon på at en total spenningsverdi i spenningsmodellen overstiger en styrkeegenskap for undergrunnsformasjonen, bestemme en forskjell mellom det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet og et observert spenningsskapt brudd i undergrunnsformasjonen, og oppdatere spenningsmodellen ved å justere de flere estimerte glidespeilene for, i sin tur, å justere forskjellen.

[0005]Andre aspekter ved bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger vil tydeliggjøres av den følgende beskrivelsen og de vedføyde kravene.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE

[0006]De vedlagte tegningene illustrerer flere utvalgte utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger, og skal ikke forstås som en begrensning av oppfinnelsen ramme, ettersom bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger kan realiseres i andre like virkningsfulle utførelsesformer.

[0007]Figur 1 viser et system for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer.

[0008]Figur 2.1 viser en skjematisk representasjon av en geologisk overflate i en grunnformasjon som illustrerer flere krumningsordener i samsvar med utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger.

[0009]Figur 2.2 viser en skjematisk tverrsnittsskisse av en grunnformasjon som krysses av et avvikende brønnhull og som inneholder eksempler på sprekker i samsvar med utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger.

[ooio]Figur 2.3 viser strukturelt tolkede brønnhullsbildedata for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer.

[ooii]Figur 2.4 viser en skjematisk tverrsnittsskisse av en grunnformasjon med eksempler på mekaniske enheter for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer.

[0012]Figur 2.5 viser en krumningsmodell for en mekanisk enhet for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer.

[0013]Figurene 3.1 og 3.2 viser et eksempel på en fremgangsmåte for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer.

[0014]Figur 4 viser et datasystem for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0015]Utførelsesformer er vist i de ovenfor angitte figurene og beskrevet nedenfor. I beskrivelsen av utførelsesformene er tilsvarende eller identiske henvisningstall anvendt for å identifisere felles eller tilsvarende elementer. Tegningene er ikke nødvendigvis målrette, og enkelte trekk kan være vist med overdreven størrelse eller skjematisk for å bedre oversikten og gjøre beskrivelsen mer konsis.

[0016]Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse inkluderer en fremgangsmåte, et system en anordning og et datamaskinlesbart medium for bestemmelse av differensialspenning med høy oppløsning basert på lokal formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger. Den høyoppløste differensialspenningen kan deretter bli kombinert med andre kilder for spenning i grunnen ( f. eks. brønnhullspenning, fjernfeltspenning, elastisitetsmoduluser for reservoarfacies etc.) for å generere spesifikke, lokale og entydige spenningsavbildninger langs brønnbanen. Den totale spenningen kan så bli anvendt for utforming av hydraulisk stimulering og brønnkonstruksjon, herunder utforming av boreprosessen og utforming av kompletteringsprosessen.

[0017]Figur 1 viser en skjematisk skisse, delvis i tverrsnitt, av et felt (105) med et system (100) for bestemmelse av differensialspenning i tilknytning til en undergrunnsformasjon (104). I én eller flere utførelsesformer kan én eller flere av modulene og elementene vist i figur 1 utelates, dupliseres og/eller byttes ut med andre. Følgelig skal utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger ikke anses som begrenset til de spesifikke anordningene av moduler vist i figur 1.

[0018]Som vist i figur 1 inkluderer undergrunnsformasjonen (104) et flertall geologiske strukturer (106-1 til 106-4). Formasjonen er her illustrert med et sandsteinlag (106-1), et kalksteinlag (106-2), et skiferlag (106-3) og et sandlag (106-4). I én eller flere utførelsesformer er forskjellige datainnsamlingsverktøy innrettet for å måle formasjonen og bestemme egenskapene til de geologiske strukturene i formasjonen.

[0019]Systemet (100) inkluderer en overflateenhet (202) operativt koblet til et brønnstedsystem (204). Generelt kan overflateenheten (202) og brønnstedsystemet (204) inkludere forskjellige feltverktøy og brønnstedanordninger. Brønnstedsystemet (204) kan videre være knyttet til en rigg (101), et brønnhull (103) og annet brønnfeltutstyr, og er innrettet for å utføre oljefeltoperasjoner så som logging, boring, frakturering, produksjon eller andre aktuelle operasjoner. Disse oljefeltoperasjonene blir typisk utført i henhold til instruksjoner fra overflateenheten (202). I én eller flere utførelsesformer er overflateenheten (202) innrettet for å kommunisere med datainnsamlingsverktøyet

(102) for å sende kommandoer til datainnsamlingsverktøyene (102) og for å motta data fra disse. For eksempel kan datainnsamlingsverktøyet (102) være innrettet for å måle nedihullsegenskaper med bruk av logging-under-boring-("LWD")-verktøy. Overflateenheten (202) kan være forsynt med datamaskinanordninger for å motta, lagre, prosessere og/eller analysere data fra datainnsamlingsverktøyet

(102) eller andre deler av feltet (104).

[0020]Overflateenheten (202) kan befinne seg innenfor brønnstedsystemet (204) og/eller fjerne steder. I konkrete utførelsesformer er overflateenheten (202) forsynt med en datainnsamlingskomponent (212), en styringsenhet (214), en sender/mottaker-enhet (220), en bildeanalyseenhet (216), et spenningsmodelleringsverktøy (208) og/eller et datalager (234).

[0021]I noen utførelsesformer inkluderer overflateenheten (202) datainnsamlingskomponenten (212) som er innrettet for å samle inn og/eller lagre forskjellige data vedrørende feltet. Dataene kan bli samlet inn fra en rekke forskjellige kanaler som tilveiebringer en bestemt type data, så som brønnlogger og andre akustiske måleprofiler. For eksempel kan dataene bli samlet inn innenfor brønnstedsystemet (204) ved hjelp av måling-under-boring-(MWD)-verktøy, logging-under-boring-(LWD)-verktøy, kabelførte loggeverktøy, hvilke som helst andre tilsvarende typer loggmåleverktøy eller en hvilken som helst kombinasjon av dette. Nærmere bestemt kan MWD-verktøyene, LWD-verktøyene og/eller de kabelførte loggeverktøyene være innrettet for å innhente informasjon om porøsitet, metning, permeabilitet, naturlige sprekker, størrelse og horisontal orientering for spenninger og/eller elastisitetsegenskaper for formasjonen under en bore-, frakturerings- eller loggeoperasjon i brønnhullet ved brønnstedsystemet (204).

[0022]Som et eksempel er en kabellogg (108) en måling av en formasjonsegenskap som funksjon av dyp gjort av et elektrisk drevet instrument for å estimere egenskaper og fatte beslutninger i forbindelse med bore- og produksjonsoperasjoner. Registreringen av målingene, som kan være trykket på en lang papirremse eller lagret elektronisk, kan også omtales som en logg. Målinger oppnådd i en kabellogg kan inkludere resistivitetsmålinger innhentet av et resistivitetsmålerverktøy.

[0023]Dataene fra datainnsamlingskomponenten (212) blir sendt til bildeanalyseenheten (216) og spenningsmodelleringsverktøyet (208) for prosessering. I én eller flere utførelsesformer er bildeanalyseenheten (216) innrettet for å manipulere og analysere dataene, for eksempel ved seismisk tolkning eller tolkning av borehullresistivitetsbildelogger, for å identifisere geologiske overflater i undergrunnsformasjonen.

[0024]I noen utførelsesformer kan overflateenheten (202) også inkludere spenningsmodelleringsverktøyet (208) som er innrettet for å modellere et styrke-og spenningsprofil for undergrunnsformasjonen (104) ved anvendelse av en mekanisk grunnmodell (MEM - Mechanical Earth Model). Vanligvis blir MEM-modellen bygget opp ved hjelp av forskjellige tilgjengelige data, så som skråboringshendelser, in situ spenningstester, styrkemålinger på innhentede kjerner etc. For eksempel kan responsen fra en formasjon til spenning bli observert under konstruksjon av et borehull og innlemmet i MEM-modellen. Jordens fjernfeltspenninger blir regnet om til brønnhullspenninger ved borehullsveggen. Når disse spenningene overstiger formasjonens styrke, vil det opptre permanente deformasjoner i materialet nær brønnhullet. MEM-modellen kan også innlemme analyseresultater av slike deformasjoner som viser de innbyrdes relasjonene mellom de forskjellige spenningene og gir informasjon om formasjonens styrke. Sanntids logging-under-boring-(LWD)-data kan bli anvendt for å forfine styrke- og spenningsprofilene i MEM-modellen. For eksempel kan et borehullsbilde bli anvendt for å diagnostisere mekanismen for brønnhullbrudd, og data om ringromstrykk under boring kan lette kalibrering av styrke- og spenningsparametere. Mens de fleste asimutiske bilder har blitt innhentet for å analysere reservoarers geologi og petrofysikk, inneholder bildene vanligvis artefakter som følge av geomekaniske prosesser. I én eller flere utførelsesformer er spenningsmodelleringsverktøyet (208) videre innrettet for å forbedre MEM-modellen ved å analysere disse artefaktene. Ytterligere detaljer ved analyse av disse artefaktene for å forbedre MEM-modellen er beskrevet med støtte i figurene 2.1 til 2.5 nedenfor.

[0025]Figur 2.1 viser en skjematisk representasjon av en geologisk overflate

(121) i grunnformasjonen (104) vist i figur 1 over. Spesielt inkluderer den skjematiske representasjonen av den geologiske overflaten (121) flere krumningsordener i samsvar med utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger. For eksempel kan den geologiske overflaten (121) svare til en overflate knyttet til en andel av de geologiske strukturene (106-1 til 106-4) vist i figur 1 over. Som regel inneholder disse geologiske strukturene deformasjoner som følge av strukturelle hendelser som har funnet sted under en tidligere geologisk tid. Som vist er den geologiske overflaten (121) representert som en sammensetning av en førsteordens tilnærming (122), en andreordens tilnærming (123) og en tredjeordens tilnærming superponert med uoppløste trekk

(124). Muligheten til å identifisere krumningsordenene kan være avhengig av oppløsningen til de tilgjengelige dataene.

[0026]Førsteordenstilnærmingen (122) kan være basert på en geologisk registrering som inneholder data på en stor skala. Eksempler på geologiske registreringer kan inkludere geologiske modeller, så som modellering av kontinentlitosfæren, modellering av fjellkjeder så som Rocky Mountains i USA, individuelle geologiske registreringer i frembrudd og geologisk modellering av olje-og gassfelter. For eksempel tilveiebringer de geologiske strukturavbildningene som genereres fra slike geologiske registreringer førsteordenstilnærm ingen (122) basert på samsvarende formasjonstopper. Som vist opptrer førsteordenstilnærm ingen (122) som en sinuskurve (omtalt som et førsteordenstrekk ved den geologiske overflaten (121)), med en stor krumningsradius omtalt som førsteordenskrumningen. Geologiske modeller blir anvendt for å måle slike førsteordenstrekk og førsteordenskrumninger i faktiske oljefelt. For eksempel kan førsteordenstrekkene vist i figur 2.1 strekke seg over et område på noen kilometer med et tilhørende område av krumninger og motsvarende krumningsradier. Analyse av førsteordenstrekkene vil i alminnelighet ikke fullt ut bestemme de lokale tilstandene ved brønnhullet, som er påvirket av ytterligere strukturelle deformasjoner på en finere skala.

[0027]Andreordenstilnærmingen (123) kan bli bestemt ved hjelp av bildeanalyseteknikker med høyere oppløsning for å tolke borehullsbildedata eller seismiske data og tilveiebringe økt detalj av reservoarinndelingen. Som vist i figur 2.1 opptrer andreordenstilnærm ingen (123) som en annen sinuskurve (omtalt som et andreordens trekk ved den geologiske overflaten (121)), med et område av krumninger omtalt som andreordenskrumningen, superponert på sinuskurven for førsteordenstilnærm ingen (122). For eksempel kan andreordenstrekk på faktiske oljefelter strekke seg over et område på fra omtrent hundre meter til omtrent tusen meter med et tilhørende område av krumninger og motsvarende krumningsradier. Generelt kan hydrokarbonproduksjonen og stimuleringsutførelsen være basert på reservoarets petrofysiske egenskaper og data vedrørende orienteringen/størrelsen til fjernfeltspenningen oppnådd ved å analysere disse andreordenstrekkene. Imidlertid vil ikke bruk av disse egenskapene nødvendigvis fullt ut oppklare problemene som møtes ved hydraulisk stimulering og boreoptimalisering som beskrevet nedenfor.

[0028]For eksempel inkluderer slike problemer sterkt varierende produksjons- og boreprofiler i mange brønnhull med en rekke vertikale og horisontale kompletteringer med ikke-uniform produksjon, i en slik grad at mange intervaller ikke har strømning. Disse uensartede mønstrene kan svare til detaljerte trekk som ikke kan oppløses ved hjelp av dagens tredimensjonale seismiske analyseteknikker, som ofte blir anvendt, men typisk har begrensning på oppløsningen av seismisk amplitude i området fra 3-12,5 meter avhengig av den seismiske bølgelengden. Som vist i figur 2.1 blir slike detaljerte trekk representert som en tredjeordens tilnærming superponert med uoppløste trekk (124) som opptrer som bølgeformede mønstre (omtalt som tredjeordenstrekk ved den geologiske overflaten (121)). En del av hver bølgesyklus i disse detaljene kan bli løst opp ved hjelp av resistivitetsavbildningsverktøy (med en høyere oppløsningsgrense enn seismiske avbildningsverktøy), og omtales som et tredjeordens trekk som approksimeres med et område av små krumninger omtalt som tredjeordenskrumningen. For eksempel kan hver bølgesyklus i tredjeordenstrekk på faktiske oljefelter strekke seg over et område fra et titalls meter til noen hundre meter med et tilhørende område av krumninger og motsvarende krumningsradier. Resten av detaljene i bølgesyklusen ligger utenfor oppløsningen til tilgjengelige bildeverktøy og skaper ikke nevneverdige spenninger som vil kunne endre kompletteringen. I én eller flere utførelsesformer blir en krumningsmodell for lokal geologi og hvordan den henger sammen med de lokale reservoaregenskapene definert for å beregne en differensialspenning langs brønnhullet, både vertikalt og horisontalt. Detaljer ved en slik krumningsmodell er beskrevet med støtte i figurene 2.4 og 2.5 nedenfor.

[0029]Figur 2.2 viser en skjematisk tverrsnittsskisse av en andel av grunnformasjonen (104) vist i figur 1 over. Som vist i figur 2.2 krysses grunnformasjonen (104) av et avvikende brønnhull (131) (vist som et tverrsnitt) og inkluderer eksempler på sprekker (133) i samsvar med utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger. Videre inkluderer formasjonen (104) geologiske overflater (132), som kan svare til den geologiske overflaten (121) vist i figur 2.1 og overflater knyttet til de geologiske strukturene (106-1 til 106-4) vist i figur 1. I alminnelighet kan de geologiske overflatene (132) i nærheten ( f. eks. innenfor omtrent hundre meter) i et brønnhull identifiseres ved å utføre en strukturell tolkning av en borehullsbildelogg som beskrevet med støtte i figur 2.3 nedenfor.

[0030]Som videre vist i figur 2.2 kan sprekkene (133) være dannet i en hydraulisk fraktureringsoperasjon utført ved å påføre trykk ( dvs. hydraulisk trykk) på en seksjon av brønnhullsveggen i det avvikende brønnhullet (131). Utbredelsesbanen til sprekkene (133) representerer et område der bergarten er skadet av inkrementelt skjær eller strekk forårsaket av trykksatt frakturering fluid med et trykk som overstiger bergartens styrke. Selv om spesifikke mønstre av sprekker (133) er vist i figur 2.2, er andre geometriske former mulig avhengig av andre spenninger i formasjonen, bergartens egenskaper, forekomst av mekaniske ufullkommenheter i brønnhullsveggen, tilstedeværelse av de geologiske overflatene (132) i nærheten av det avvikende brønnhullet (131) og utformingen av den hydrauliske fraktureringsoperasjonen.

[0031]Figur 2.3 er et skjermskudd av strukturelt tolkede brønnhullsbildedata (140) for et brønnhull (141) i samsvar med én eller flere utførelsesformer. For eksempel kan brønnhullet (141) være hovedsakelig det samme som brønnhullet (103) vist i figur 1 eller det avvikende brønnhullet (131) vist i figur 2.2.

[0032]I én eller flere utførelsesformer kan den strukturelle tolkningen bli utført med bruk av forskjellige brønnhullsbildelogger, så som en resistivitetsbildelogg, en akustisk bildelogg, en nøytronbildelogg etc. Spesielt gir resistivitetsavbildningsanalyseteknikken resultater med høy oppløsning typisk innenfor noen meter av brønnhullet. Et eksempel på teknikk for å analysere resistivitetsavbildninger er beskrevet i Bonner m.fl., "Resistivity While Drilling - Images from the String", Schlumberger Oilfied Review, våren 1996.

[0033]Som vist innenfor de strukturelt tolkede brønnhullsbildedataene (140) blir mønstre i resistivitetsbildet analysert for å identifisere geologiske strukturer, så som de tolkede geologiske overflatene (142-1, 142-2, 142-3). Basert på den høyere oppnåelige oppløsningen med strukturanalyse ved hjelp av resistivitetsbildet kan de tolkede geologiske overflatene (142-1, 142-2, 142-3) inneholde bedre definerte tredjeordenstrekk som ikke kan oppløses med bruk av seismiske tolkningsmetoder, som beskrevet i forbindelse med figur 2.1 over. Som vist har hver av de tolkede geologiske overflatene (142-1, 142-2, 142-3) buede seksjoner, så som den buede seksjonen I (143-1) og den buede seksjonen II (143-2). For eksempel kan krumningen til den buede seksjonen A (143-1) og den buede seksjonen B (143-2) være innenfor området av andreordenskrumning vist i figur 2.1 over. I et annet eksempel kan krumningen til én eller begge av den buede seksjonen I (143-1) og den buede seksjonen II (143-2) være innenfor området av tredjeordenskrumning svarende til tredjeordenstilnærmingen superponert med uoppløste trekk (124) beskrevet i forbindelse med figur 2.1 over. Som angitt over kan tredjeordenstrekket strekke seg over et område på fra et titalls meter til et hundretalls meter i et faktisk oljefelt.

[0034]Videre kan et potensielt hydrokarbonreservoar bli identifisert og analysert basert på tolkning og analyse av seismiske refleksjonsdata. Som angitt over kan hydrokarbonproduksjonen og stimuleringsutførelsen være basert på reservoarets petrofysiske egenskaper og data om retningen/verdien til spenningen frembrakt ved å analysere trekk ved de tolkede geologiske overflatene (142-1, 142-2, 142-3). Egenskapsparametere for en formasjon kan typisk bli anvendt for å påvirke prosessen for boring og komplettering av et brønnhull. For eksempel kan porøsitet, metning, permeabilitet, naturlige sprekker, spenningsnivå og horisontal orientering bli målt for å karakterisere reservoaret. Bruk av disse egenskapene vil imidlertid ikke nødvendigvis fullt ut oppklare problemene som møtes ved hydraulisk stimulering og boreoptimalisering uten å ta hensyn til innvirkningen av tredjeordens trekk.

[0035]Lagdelingen av strukturelle trekk kan inkludere utvikling av lagparallell glidning i bøyefolding. Slik strukturdeformasjon kan skape lokal tøyning, imidlertid kan det være vanskelig å påvise slik glidning med bruk av strukturtolkningsteknikker eller andre analyser av borehulldataene. For eksempel kan én eller flere av de tolkede geologiske overflatene (142-1, 142-2, 142-3) være relatert til en lagparallell glidning uten å utvise en merkbar forskjell fra andre ikke gliderelaterte overflater i de strukturelt tolkede brønnhullsbildedataene (140). Geologisk er et glidespeil (eller en glideflate) en glattpolert overflate forårsaket av friksjonsbevegelse mellom bergarter langs de to sidene av en forkastning. Den polerte overflaten kan være skuret i bevegelsesretningen. Glidespeil blir ofte observert i frembrudd og hele kjerner når slike er tilgjengelig uten direkte korrelasjon med tolkede geologiske trekk identifisert med bruk av en resistivitetsbildelogg, så som vist i de strukturelt tolkede brønnhullsbildedataene

(140).

[0036]I én eller flere utførelsesformer blir estimerte glidespeil identifisert ved å korrelere tolkede trekk ( f. eks. tolkede geologiske overflater (142-1, 142-2, 142-3)) fra en brønnhullsbildelogg med avvik funnet i andre borehullsdata. I denne beskrivelsen blir betegnelsen "avvik" anvendt om en lokal variasjon med en verdiendring som overstiger en grense basert på et forbestemt kriterium. Avvikene i borehullsdataene kan inkludere en økning i permeabilitet, en økning i amplitudedempning og/eller sakking ( dvs. hastighetsøkning) i Stoneleybølge-egenskaper, en reduksjon i resistivitet, breksjeede steinfragmenter langs en lagflate observert med bildedata og/eller en utvidelse av borehulldiameter, blant annet. Spesifikt blir avvikene identifisert når én eller flere av permeabilitetsøkningen, økningen av Stoneley-dempning, økningen av Stoneley-sakking ( dvs. hastighetsøkning), resistivitetsreduksjonen og/eller økningen av borehulldiameteren finnes å overstige en grense basert på et forbestemt kriterium. For eksempel er Stoneleybølge-egenskaper spesielt følsomme for permeabilitetsavvik typisk forbundet med glidespeil. I noen tilfeller kan en Stoneleybølge-tolkning ha en vertikal oppløsning på omtrent 60 cm.

[0037]Selv om en fast terskel kan bli brukt som et kriterium for å identifisere avvik for å finne estimerte glidespeilposisjoner, kan størrelses- og avstandsområdet for avvikene variere betydelig avhengig av borehullets størrelse/form og slammets/formasjonens egenskaper. For eksempel kan resistivitetskurven avta fra 10 ohm.m til 5 ohm.m ved et glidespeil på ett brønnsted, mens den avtar fra 1 ohm.m til 0,5 ohm.m på et annet brønnsted. I én eller flere utførelsesformer utføres en forovermodellering av formasjonen, der innvirkningen av økningen i permeabilitet (eller en annen formasjonsegenskapsparameter, så som Stoneleybølge-egenskaper etc.) i glidespeilet ikke blir modellert, og den modellerte parameterkurven blir sammenliknet med den målte kurven i borehullsloggen. Forskjeller mellom måledataene og den modellerte kurven kan bli tallfestet basert på et forbestemt mål ( f. eks. en sum av forskjeller i absoluttverdi eller forskjeller i kvadratisk middelverdi over et intervall) for å identifisere de ovennevnte avvik. I én eller flere utførelsesformer blir forovermodellering av formasjonen utført med bruk av verktøyresponslikninger kjent for fagmannen.

[0038]Som vist i figur 2.3 kan de tolkede geologiske overflatene (142-1, 142-3) bli valgt som estimerte glidespeil som avgrenser (omgir) et område formet som et bøyd lag som omtales som en mekanisk enhet (144). I én eller flere utførelsesformer blir den mekaniske enheten (144) tilordnet en krumningsmodell som identifiserer den tolkede geologiske overflaten (142-3) som forbundet med inkrementell strekkspenning og den tolkede geologiske overflaten (142-1) som forbundet med inkrementell trykkspenning i henhold til kombinasjonen av første, andre og tredje ordens krumning som utvises i disse overflatene. Differensialspenninger blir således beregnet basert på geometrien til den mekaniske enheten (144) og innlemmet i en mekanisk jordmodell (MEM) generert tidligere ved hjelp av teknikker kjent for fagmannen. For eksempel kan MEM-modellen inkludere en initial spenningsmodell for modellering av fjernfeltspenninger i brønnhullet (141). Denne initiale spenningsmodellen blir deretter oppdatert ved å innlemme de beregnede differensialspenningene og så anvendt for å predikere spenningsskapte brudd. Disse predikerte spenningsskapte bruddene blir i sin tur korrelert med indikatorer observert i naturen, hvis tilgjengelig, så som lagparallelle glidespeil i en kjerneprøve og frembrudd og andre indikatorer beskrevet nedenfor. Et eksempel på en krumningsmodell vil bli beskrevet med støtte i figur 2.5 nedenfor.

[0039]For eksempel kan endene av naturlige sprekker bli brukt som en naturlig indikator. I geologi har naturlige sprekker et startpunkt og et sluttpunkt for deres vertikale utstrekning, der de naturlige sprekkene har vært observert å ende opp ved klart definerte mekaniske egenskapskontraster. Egenskapskontrastene kan være reservoaregenskaper, så som skilleflater mellom sand og skifer, lagparallelle glideflater eller andre tradisjonelle naturlige sprekker. Frembrudd og data for hele kjerner har også observert terminering av naturlige sprekkmønstre i grenseflaten ved glidespeilkontakter.

[0040]I et annet eksempel kan en T-formet stimulering bli brukt som en annen naturlig indikator. Mikroseismiske observasjoner av stimuleringsprosesser har observert både en vertikal høydebegrensning og en endring fra vertikal til horisontal utbredelse.

[0041]I nok et annet eksempel kan ikke-produktive stimulerte seksjoner bli brukt som nok en annen naturlig indikator. Horisontale brønner blir rutinemessig stimulert med de samme stimuleringsmetoder. Straks de er komplettert blir brønnene målt for bidrag til den totale strømningen med loggdata, inkludert "spinner-basert" strømning, temperatur, fluidtetthet, dielektriske sonder etc. I noen brønner er ikke produksjonsprofilet uniformt, noe som generelt kan tyde på at et antall seksjoner, som ble antatt å være identiske, ikke muliggjør strømning.

[0042]I én eller flere utførelsesformer blir objektivfunksjoner definert for å tallfeste forskjellige forskjeller mellom de predikerte spenningsskapte bruddene og noen av de observerte naturlige indikatorene beskrevet over. Følgelig kan korrelasjonen mellom de predikerte spenningsskapte bruddene og ovennevnte observerte indikatorer bli evaluert basert på den statistiske forskjellen målt av objektivfunksjonen.

[0043]I alminnelighet bekrefter en god korrelasjon mellom de predikerte spenningsskapte bruddene og ovennevnte indikatorer at valget/utpekingen av estimerte glidespeil er korrekt. Når en god korrelasjon er oppnådd, kan den oppdaterte MEM-modellen (eller spenningsmodellen) med de beregnede differensialspenningene innlemmet bli anvendt for å modellere forskjellige aspekter ved feltoperasjonene. Et eksempel på en objektivfunksjon som blir anvendt for å fastslå god korrelasjon og et eksempel bruk av den oppdaterte MEM-modellen for å modellere feltoperasjoner er beskrevet med støtte i figurene 3.1 og 3.2 nedenfor.

[0044]Når korrelasjonen mellom de predikerte spenningsskapte bruddene og ovennevnte indikatorer ikke bekrefter at valget/utpekingen av estimerte glidespeil er korrekt, blir valget/utpekingen av estimerte glidespeil justert, og den påfølgende prosessen iterert inntil en tilfredsstillende korrelasjon er oppnådd.

[0045]Med henvisning tilbake til figur 1 kan spenningsmodelleringsverktøyet

(208) inkludere en enhet for bestemmelse av differensialspenning (218) innrettet for å bestemme differensialspenning basert på ovennevnte formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved hjelp av borehullsbildelogger. Nærmere bestemt kan differensialspenning-bestemmelsesenheten (218) være innrettet for å anvende nedihullsegenskaper frembrakt av MWD-verktøy, LWD-verktøy og/eller kabelførte verktøy i brønnstedsystemet (204) for å identifisere estimerte glidespeil fra tolkede geologiske overflater som er frembrakt ved å analysere brønnhullsbilder ( f. eks. som vist i skjermskuddet i figur 2.3 over). I én eller flere utførelsesformer kan permeabilitetsdata og/eller artefakter i borehullsbilder bli korrelert med de tolkede geologiske overflatene for å identifisere de estimerte glidespeilene. Følgelig kan differensialspenning-bestemmelsesenheten (218) være innrettet for å motta brukerinnmating som identifiserer estimerte glidespeil basert på en vurdering av borehullsloggene og -bildene av en bruker. Differensialspenning-bestemmelsesenheten (218) kan også være innrettet for å identifisere estimerte glidespeil automatisk basert på en egen analyse av borehullsloggene og -bildene.

[0046]I henhold til de ovennevnte identifiserte estimerte glidespeilene er differensialspenning-bestemmelsesenheten (218) videre innrettet for å justere ( f. eks. modifisere eller fortløpende oppdatere) MEM-modellen basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter som beskrevet med støtte i figur 2.3 over. Detaljer ved formasjonskurvatur er beskrevet med støtte i figur 2.5 nedenfor. Detaljer ved de mekaniske enhetene er beskrevet med støtte i figur 2.4 nedenfor. Detaljer ved arbeidsflyten for beregning av differensialspenning er beskrevet med støtte i figurene 3.1 og 3.2 nedenfor.

[0047]Figur 2.4 viser en skjematisk tverrsnittsskisse av en grunnformasjon med eksempler på mekaniske enheter for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer. For eksempel kan en del av den skjematiske tverrsnittsskissen vist i figur 2.4 svare til det tolkede brønnhullsbildet og forskjellige overflater vist i figur 2.3.

[0048]Spesifikt illustrerer figur 2.4 et antall lag ( f. eks. geologiske lag (233)) med indre deformasjoner (227-1) til (227-4) forårsaket av tangentiell tøyning i lengderetningen, for eksempel som følge av ovennevnte utvikling av skyveforkastninger i en bøyd, glidende folding. Som vist i figur 2.4 kan lagparallelle overflater ( f. eks. den geologiske overflaten (231-1), nøytralflaten (231-3), glidespeilene (231-2) og (231-4)) være forårsaket av strukturell deformasjon i en tidligere geologisk tid gjenspeilet i ovennevnte geologiske registreringer. Spesielt innehar de parallelle bøyde lagene bueformer svarende til ovennevnte andreordens og/eller tredjeordens trekk vist i figurene 2.1 og 2.3. Innenfor den geologiske registreringen eller borehullsdataene har tegn til lagparallell friksjonsbevegelse ( dvs. glidning) vært observert i data for hele kjerner. I alminnelighet kan utglidde lagparallelle overflater i glidespeil oppføre seg som horisontale sprekker og forårsake perturbasjoner i bergartsegenskaper som kan detekteres i borehullsdata.

[0049]I én eller flere utførelsesformer blir borehullbaserte data, herunder bilde- og lydbaserte målinger ( f. eks. innhentet fra et vertikalt brønnhull (225-1) eller et avvikende brønnhull (225-2)), analysert for å identifisere avvik som kan tyde på at et glidespeil skjærer borehullet. Som angitt over kan slike avvik inkludere amplitudedempning og/eller økning i sakking ( dvs. hastighetsøkning) gjenspeilet i en permeabilitetsøkning, variasjoner i Stoneleybølge-egenskaper, resistivitetsreduksjon, utvidelse av borehulldiameter etc. For eksempel er Stoneleybølge-egenskaper spesielt følsomme for permeabilitetsavvik typisk forbundet med glidespeil. I én eller flere utførelsesformer blir tolkede geologiske delflater korrelert med avvik i borehullsdata ved at de blir trukket langs brønnhullsbanen inntil tilfredsstillende sammenfall er oppnådd mellom stedene der tolkede geologiske delflater krysser brønnhullsbanen og avvikene i borehullsdataene. I én eller flere utførelsesformer kan identifisering og korrelering av avvik i borehullsdata med en borehullsdatatolkning bli gjort av manuelt av en bruker. I én eller flere utførelsesformer kan slik identifisering og korrelering bli utført automatisk ved hjelp av en datamaskin.

[0050]For eksempel kan avvik i borehullsdata for det vertikale brønnhullet (225-1) bli identifisert og korrelert med bildetolkningsresultater for å identifisere bestemte lagparallelle overflater som estimerte glidespeil (231-2) og (231-4). Spesifikt kan de vertikale posisjonene hvor de estimerte glidespeilene (231-2) og (231-4) skjærer det vertikale brønnhullet (225-1) utvise bestemte avvik i borehullsdata ( f. eks. dempning av Stoneleybølger eller endret borehulldiameter) mens borehullsdata ved de vertikale posisjonene hvor de andre delflatene (231-1) og (231-3) skjærer det vertikale brønnhullet (225-1) anses å være innenfor et normalt område. De estimerte glidespeilene (231-2) og (231-4) blir enten (1) bekreftet å være faktiske glidespeil basert på en arbeidsflyt beskrevet med støtte i figurene 3.1 og 3.2 nedenfor, eller (2) justert for å iterere arbeidsflyttrinnene inntil en objektivfunksjon for arbeidsflyten er minimert. I scenario (2) kan for eksempel én eller flere av delflatene (231-1) og (231-3) bli alternativt angitt, i en ny iterasjonssløyfe, som oppdaterte glidespeil som erstatter de estimerte glidespeilene ( f. eks. ett eller flere av glidespeilene (231-2) og (231-4)) identifisert i en tidligere iterasjonssløyfe.

[0051]Under arbeidsflyten kan glidespeilene (231-2) og (231-4) definere seksjoner av buede lag omtalt som mekanisk enhet 1 (229-1) til mekanisk enhet 3 (229-3). I én eller flere utførelsesformer blir differensialspenninger beregnet basert på en krumningsmodell av de mekaniske enhetene for å predikere spenningsskapte brudd som opptrer i deformasjoner (227-1) til (227-4) som ikke ellers blir detektert. Selv om det vertikale brønnhullet (225-1) er anvendt i beskrivelsen over som et eksempel på identifisering av mekaniske enheter for å predikere spenningsskapte brudd, vil fagmannen på bakgrunn av denne beskrivelsen forstå at den samme prosessen også kan bli anvendt for det avvikende brønnhullet (225-2). Ytterligere detaljer ved krumningsmodellen og predikering av spenningsskapte brudd som opptrer i deformasjonene (227-1) til (227-4) for å korrelere produksjonsmønstre i et avvikende brønnhull (225-2) er beskrevet med støtte i figurene 2.5 og 3 nedenfor.

[0052]Figur 2.5 viser en krumningsmodell av en mekanisk enhet ( f. eks. mekanisk enhet 1 (229-1) til mekanisk enhet 3 (229-3) vist i figur 2.4) for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer. I én eller flere utførelsesformer blir krumningsmodellen anvendt for å bestemme den høyoppløste lokale differensialspenningen i den mekaniske enheten ved å betrakte foreskrevet formasjonskurvatur og lokalisert tøyning innenfor den mekaniske enheten. Når den lokale differensialspenningen er kombinert med fjernfeltspenningen og reservoarets modulusegenskaper, kan de nydefinerte lokale strukturelle tøyningsegenskapene bli anvendt for å påvirke bore- og kompletteringsoperasjonene.

[0053]Ekstreme spenninger kan oppstå nær glidegrenser når en formasjon er bøyd som følge av geologiske krefter. Som vist i figur 2.5 er et lag (250) avgrenset av en glideflate A (251-1) og en glideflate B (251-2) bøyd som definert av en radius eller krumning R (252) og kan gli langs glideflatene. En nøytralflate (251 -3) eksisterer i midten av det bøyde laget (250), i det avstanden mellom de to glideflatene er 2z. Spenningen langs nøytralflaten (251-3) har en initial verdi o. Spenningen langs den øvre glideflaten A (251-1) er mer strekkspenning mens spenningen langs den nedre glideflaten B (251-2) er mer trykkspenning. Spenningsforskjellen er gitt ved følgende likning:

«Il

■^■V , der £ er Youngs elastisitetsmodul,ver Poissons forhold, z er avstanden over eller under nøytralflaten (250) og R er krumningsradien (252). I et eksempel med £ = 4Mpsi, v = 0,20, z = 20 fot og R = 1000 fot, er spenningsforskjellen lik 287, 28 MPa (41667 psi), som er høyere enn en typisk bergartsformasjons styrke. I én eller flere utførelsesformer blir likningen over anvendt for å beregne differensialspenning som én eller flere av en tensor, en vektor og en skalar verdi.

[0054]I én eller flere utførelsesformer blir krumningsradien til formasjonen (svarende til andreordenskrumningen og/eller tredjeordenskrumningen beskrevet i forbindelse med figurene 2.1 og 2.3 over), elastisitetsmodulene for formasjonen og posisjonen til glideflatene bestemt fra borehullsloggmålinger, så som en resistivitetsbildelogg. I slike utførelsesformer blir formasjonens krumning i alminnelighet bestemt med høyere oppløsning enn andreordenskrumningen som kan oppløses med bruk av seismiske tolkningsmetoder.

[0055]Med henvisning tilbake til figur 1 kan overflateenheten (202) videre inkludere et datalager (234) som er innrettet for å lagre data ( f. eks. seismiske data, borehullsbildedata, tolket geologisk overflateinformasjon, MEM-modellen, initial spenningsmodell, estimerte glidespeil, informasjon om mekaniske enheter, krumningsmodell og/eller informasjon om differensialspenning, blant annet) for overflateenheten (202). Dataene kan være organisert i et filsystem, i en database eller i andre passende datastrukturer.

[0056]I én eller flere utførelsesformer inkluderer overflateenheten (202) en styringsenhet (214) som er innrettet for å iverksette kommandoer på feltet (105). Styringsenheten (214) kan være forsynt med aktuatorelementer koblet til brønnhullet (103) og innrettet for å utføre boreoperasjoner, så som retningsstyring, fremdrift etc, eller iverksette tiltak for andre operasjoner, så som frakturering, produksjon etc. i brønnstedsystemet (204). Kommandoer kan bli generert basert på feltdata og/eller modeller beskrevet over.

[0057]Selv om bestemte komponenter er vist og/eller beskrevet for bruk i modulene i overflateenheten (202), vil det forstås at en rekke forskjellige komponenter med forskjellige funksjoner kan være innrettet for å muliggjøre formaterings-, prosesserings-, hjelpe- og koordineringsfunksjoner nødvendig for å prosessere data i spenningsmodelleringsverktøyet (208). Komponentene kan ha kombinert funksjonalitet og kan være utført som programvare, maskinvare, fastvare eller passende kombinasjoner av dette.

[0058]Selv om en bestemt undergrunnsformasjon (104) med spesifikke geologiske strukturer er beskrevet over, vil det forstås at formasjonen kan inneholde en rekke forskjellige geologiske strukturer. Fluider, bergarter, vann, olje, gass og andre geomaterialer kan også forefinnes i forskjellige deler av formasjonen. Videre kan én eller flere typer målinger bli gjort på ett eller flere steder på tvers av ett eller flere felter eller andre steder for sammenlikning og/eller analyse ved hjelp av ett eller flere datainnsamlingsverktøy.

[0059]Figurene 3.1 og 3.2 viser én utførelsesform av en fremgangsmåte for bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger i samsvar med én eller flere utførelsesformer. For eksempel kan fremgangsmåten vist i figurene 3.1 og 3.2 bli praktisert med bruk av spenningsmodelleringsverktøyet (208) beskrevet med støtte i figur 1 over. I én eller flere utførelsesformer kan ett eller flere av elementene vist i figurene 3.1 og 3.2 utelates, dupliseres og/eller bli utført i en annen rekkefølge. Følgelig skal ikke utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter forstås som begrenset til de spesifikke anordningene av elementer vist i figurene 3.1 og 3.2.

[0060]Innledningsvis, i trinn 301, blir estimerte glidespeil identifisert fra tolkede geologiske overflater basert på et forbestemt kriterium. Som regel svarer de tolkede geologiske overflatene til faktiske geologiske overflater i undergrunnsformasjonen, og blir identifisert fra borehullsbildedata ( f. eks. resistivitetsbilder) ved anvendelse av strukturtolkningsmetoder kjent for fagmannen. Én eller flere deler av de tolkede geologiske overflatene kan ha en buet form med en krumning som kan bli bestemt ved hjelp av strukturtolkningsmetoder.

[0061]I én eller flere utførelsesformer blir de estimerte glidespeilene identifisert ved å korrelere avvik i borehullsdata med de tolkede geologiske overflatene langs en brønnhullbane. Én utførelse av identifisering av estimerte glidespeil ved slik korrelering er beskrevet med støtte i figur 3.2 nedenfor. I én eller flere utførelsesformer definerer de estimerte glidespeilene de bøyde lagene mellom seg som mekaniske enheter. Eksempler på mekaniske lag er illustrert i figurene 2.3 og 2.4.

[0062]Som illustrert i figur 3.2 blir tolkede geologiske overflater identifisert i strukturelt tolkede brønnhullsbildedata for et brønnhull (trinn 311). I én eller flere utførelsesformer kan strukturtolkningen bli utført ved hjelp av forskjellige brønnhullsbildelogger, så som en resistivitetsbildelogg, en akustisk bildelogg, en nøytronbildelogg etc. Resistivitetsavbildningsanalyseteknikken kan tjenlig gi resultater med en høy oppløsning som typisk er innenfor noen meter av brønnhullet. Eksempler på tolkede geologiske overflater basert på resistivitetsavbildningsanalyseteknikker er vist som de tolkede geologiske overflatene (142-1, 142-2, 142-3) i figur 2.3. Basert på den høyere oppnåelige oppløsningen ved strukturanalyse ved hjelp av resistivitetsbildet, kan disse tolkede geologiske overflatene inneholde bedre definerte tredjeordens trekk som ikke kan oppløses med bruk av seismiske tolkningsmetoder, som beskrevet i forbindelse med figur 2.1 over.

[0063]I trinn 312 blir et avvik identifisert i brønnhullsbildedataene eller andre brønnhullsdata. For eksempel kan avvikene i disse borehullsdataene inkludere en økning i permeabilitet, en økning i amplitudedempning og/eller sakking ( dvs. hastighetsøkning) i Stoneleybølge-egenskaper, en reduksjon i resistivitet, breksjeede steinfragmenter observert langs en lagflate ved anvendelse av bildedata, og/eller en utvidelse av borehulldiameteren. Avvikene identifiseres når én eller flere av permeabilitetsøkningen, økningen i Stoneley-dempning, økningen i Stoneley-sakking ( dvs. hastighetsøkningen), resistivitetsreduksjonen og/eller økningen av borehulldiameteren blir funnet å overstige en grense basert på et forbestemt kriterium. For eksempel er Stoneleybølge-egenskapene spesielt følsomme for permeabilitetsavvik typisk forbundet med glidespeil. I noen tilfeller kan tolkning av Stoneleybølger ha en vertikal oppløsning på omtrent 61 centimeter.

[0064]I trinn 314 blir estimerte glidespeil identifisert ved å korrelere de tolkede geologiske overflatene fra en brønnhullsbildelogg med avvik funnet i andre borehullsdata. Med et "avvik" menes her en lokal variasjon med en verdiendring som overstiger en grense basert på et forbestemt kriterium. Selv om sammenlikning av variasjonen i formasjonsegenskapsparameteren i borehullsdataene med en fast terskel kan bli brukt som kriterium for å identifisere avvik, kan størrelses- og avstandsområdet for avvikene variere betydelig avhengig av borehullets størrelse/form og slammet/formasjonens egenskaper. For eksempel kan resistivitetskurven avta fra 10 ohm.m til 5 ohm.m ved et glidespeil på ett brønnfelt, men avta fra 1 ohm.m til 0,5 ohm.m på et annet brønnfelt. I én eller flere utførelsesformer blir forovermodellering av formasjonen eventuelt utført i trinn 313 (som f. eks. kan bli utført mellom trinn 312 og trinn 314) der innvirkningen av den

økte permeabiliteten (eller en annen formasjonsegenskapsparameter, så som Stoneleybølge-egenskaper etc.) i glidespeilet ikke er modellert, og denne modellerte parameterkurven blir sammenliknet med den målte kurven i borehullsloggen. Forskjeller mellom måledataene og den modellerte kurven kan bli tallfestet basert på et forbestemt mål ( f. eks. en sum av forskjeller i absoluttverdi eller forskjeller i kvadratisk middelverdi over et intervall) for å identifisere ovennevnte avvik. I én eller flere utførelsesformer blir forovermodellering av formasjonen utført med bruk av verktøyresponslikninger kjent for fagmannen.

[0065]Tilbake til figur 3.1 blir i trinn 302 en krumningsmodell definert av de estimerte glidespeilene for å representere en mekanisk enhet. I én eller flere utførelsesformer representerer krumningsmodellen den mekaniske enheten som et bøyd lag basert på kombinasjonen av første-, andre- og tredjeordens krumning og/eller tredjeordens krumning bestemt ved bildeanalyse i trinn 301. Et eksempel på en krumningsmodell er beskrevet i forbindelse med figur 2.5 over.

[0066]I trinn 303 blir en differensialspenning beregnet ved hjelp av krumningsmodellen for å frembringe en spenningsmodell. I én eller flere utførelsesformer blir spenningsmodellen generert ved å oppdatere en initial spenningsmodell. Innledningsvis er den initiale spenningsmodellen en del av en mekanisk jordmodell (MEM), kjent for fagmannen, som er basert på både indre egenskaper i formasjonene ( f. eks. dynamiske og statiske moduler) og et initialt estimat av de eksterne lastene ( f. eks. poretrykk og spenning). Som beskrevet i forbindelse med figur 2.5 over er den mekaniske enheten representert av krumningsmodellen avgrenset av et første estimert glidespeil forbundet med høyere strekkspenning sammenliknet med en initial spenningsmodell og et andre estimert glidespeil forbundet med høyere trykkspenning sammenliknet med den initiale spenningsmodellen. Følgelig eksisterer det en nøytralflate i den mekaniske enheten som er påvirket av spenning som predikert av den initiale spenningsmodellen.

[0067]I én eller flere utførelsesformer blir differensialspenningen mellom avgrensningsflatene for den mekaniske enheten og spenningen predikert av den initiale spenningsmodellen beregnet med bruk av likningen Aa= £z/((1-v2)R), der A er en matematisk differanseoperator, o representerer spenningen (som inkluderer isotrop eller anisotrop spenning), £ og v henholdsvis representerer Youngs elastisitetsmodul og isotropt eller anisotropt Poissons forhold for undergrunnsformasjonen innenfor den mekaniske enheten, z representerer halve tykkelsen til det bøyde laget og R representerer en krumningsradius svarende til andreordens krumning. I én eller flere utførelsesformer blir likningen over anvendt for å beregne differensialspenningen som én eller flere av en tensor, en vektor og en skalar verdi.

[0068]I én eller flere utførelsesformer blir elastisitetsmodulene oppskalert fra skalaen til borehullsloggene til skalaen til den mekaniske enheten som avgrenset av de estimerte glidespeilene. For eksempel kan Youngs elastisitetsmodul og Poissons forhold bli oppskalert med bruk av Schoenburg-Muirs oppskaleringsmetode, som er kjent for fagmannen. Følgelig blir de horisontale egenskapene fra oppskaleringene anvendt ved beregningen av differensialspenningene basert på likningen over.

[0069]Som angitt over blir i én eller flere utførelsesformer spenningsmodellen generert ved å oppdatere den initiale spenningsmodellen med bruk av de beregnede differensialspenningene. For eksempel kan den initiale spenningsmodellen inkludere fjernfeltspenninger i undergrunnsformasjonen rundt brønnhullet der loggdataene for borehullsbildet er innhentet for å identifisere de estimerte glidespeilene. Videre kan den initiale spenningsmodellen også inkludere borehullsspenninger som følge av brønnhullet. I alminnelighet kan spenninger i undergrunnsformasjonen modelleres med bruk av lineær elastisk teori. En vanlig spenningslikning er de lineære poroelastiske horisontale tøyningslikningene gitt nedenfor.

[0070]I én eller flere utførelsesformer blir ytterligere spenninger beregnet med bruk av krumningsmodellen lagt til som en ytterligere spenningsfaktor til de lineære poroelastiske horisontale tøyningslikningene for å frembringe de modifiserte spenningslikningene nedenfor som en del av spenningsmodellen.

[0071]Symbolene anvendt i likningene over er definert nedenfor.

oh = Minste horisontalspenning

Oh = Største horisontalspenning

ov = Vertikal spenning

ah = Biots effektive spenningskonstant

av = Biots effektive spenningskonstant

Pp = Poretrykk

Et, = Horisontal Youngs elastisitetsmodul

Ev = Vertikal Youngs elastisitetsmodul

Eh= Tøyning i retningen til minste horisontalspenning

€ h = Tøyning i retningen til største horisontalspenning V/, = Horisontalt Poissons forhold

Vy = Vertikalt Poissons forhold

z = vertikal avstand fra nøytralflaten i den mekaniske enheten R = krumningsradius i krumningsmodellen

[0072]I trinn 304 blir totale spenningsverdier for spenningsmodellen sammenliknet med en styrkeegenskap for undergrunnsformasjonen. Spesielt blir de totale fjernfeltspenningene regnet om til effektive brønnhullspenninger før sammenlikning med styrkeegenskapen med bruk av metoder kjent for fagmannen. Et intervall der den totale spenningsverdien overstiger én eller flere styrkeegenskaper for formasjonen fastslås som et modellert spenningsskapt brudd. I én eller flere utførelsesformer blir flere typer brudd anvendt for å identifisere det modellerte spenningsskapte bruddet basert på både strekk- og skjærbrudd og ved ekstreme brønnhullstrykk. Eksempler på slike modellerte spenningsskapte brudd er vist i figur 2.4.

[0073]I trinn 305 blir forskjellige modellerte spenningsskapte brudd sammenliknet med faktiske spenningsskapte brudd observert fra bildeanalysen for å fastslå en forskjell. For eksempel, og som vist i figur 2.4, kan de faktiske spenningsskapte bruddene opptre i deformasjoner (227-1) og (227-2) nær det vertikale brønnhullet

(225-1) der de faktiske spenningsskapte bruddene er observert basert i hvert fall på analyse av borehullsdata for det vertikale brønnhullet (225-1). Spesielt er sammenlikningen basert på geometrien til modellert og faktisk spenningsskapt brudd for forskjellige typer brudd. Eksempler på bruddtyper inkluderer overflatesprekker (breakouts), echelon-sprekker med stor vinkel og strekk-sprekker, som alle kan bli tallfestet i brønnhullsbilder. Spesielt kjennetegnes overflatesprekker ved borehullsdyp, asimutsenter, asimutbredde og skadedyp mens echelon-sprekker med stor vinkel og strekk-sprekker begge kjennetegnes ved borehullsdyp, åpning, inklinasjonsvinkel, asimutbredde og avstand fra sentrum.

[0074]I én eller flere utførelsesformer blir en objektivfunksjon konstruert for å tallfeste forskjellen mellom modellen og observasjonene. For eksempel kan forskjellige objektivfunksjoner bli opprettet og anvendt alene eller i kombinasjon. Objektivfunksjoner er typisk basert på en sammenlikning av geometrien til faktiske spenningsskapte brudd av forskjellige bruddtyper og en bruddmodell basert på de modellerte spenningsskapte bruddene funnet fra de beregnede differensialspenningene. Eksempler på bruddtyper inkluderer skjærbrudd med bred overflatesprekk, skjærbrudd med grunn overflatesprekk, skjærbrudd med echelon-sprekk med stor vinkel, skjærbrudd med smal overflatesprekk, skjærbrudd med overflatesprekk med liten vinkel, skjærbrudd med echelon-sprekk med liten vinkel, skjærbrudd med dyp knockout, sylindrisk skjærbrudd, horisontalt strekkbrudd, vertikalt strekkbrudd etc. Disse forskjellige bruddtypene og tilhørende informasjon for å modellere disse eksemplene på brudd er beskrevet i Tom Bratton, m.fl., "Logging-while-drilling Images for Geomechanical, Geological and Petrophysical Interpretations," SPWLA 40th Annual Logging Symposium, 1999.

[0075]Objektivfunksjonen M kan tallfeste forskjellen mellom modellen og observasjonene i enten L1-norm eller L2-norm. L1-normen er absoluttverdien til forskjellen mellom observasjonen og modellen.

n

[0076]L2-normen er kvadratet av forskjellen mellom observasjonen og modellen.

[0077]I disse to likningene er P verdien til en geometrisk egenskap ved bruddet, så som borehullsdyp, åpning, inklinasjonsvinkel, skadedyp, asimutsenter, asimutbredde, og avstand fra sentrum. For eksempel er et overflatebrudd observert å ha en asimut Pobservationpå 90 grader. Bruddmodellen mater også ut bruddasimuten som Pmodeibasert på spenningsmodellen.

[0078]I én eller flere utførelsesformer dannes objektivfunksjonen M totai ved å summere over forskjeller i flere modellerte og observerte spenningsskapte brudd som i likningen nedenfor, der P1, P2 og Pn representerer flere geometriske egenskaper ved flere brudd.

[0079]I trinn 306 blir det bestemt om forskjellen tallfestet av objektivfunksjonen oppfyller et forbestemt kriterium. I én eller flere utførelsesformer blir forskjellen fastslått å oppfylle det forbestemte kriteriet dersom forskjellen er mindre enn en forbestemt minimumsterskel. I én eller flere utførelsesformer oppfyller forskjellen det forbestemte kriteriet dersom forskjellen er en minimumsverdi bestemt ved å iterere gjennom trinnene 301 til 306, i hvilke de estimerte glidespeilene blir iterativt justert for å redusere forskjellen samtidig som spenningsmodellen blir iterativt oppdatert for mer nøyaktig å modellere de spenningsskapte bruddene. Dersom flere brudd ( dvs. på flere steder i formasjonen) blir påvist som hvert har flere geometriske egenskaper, blir et globalt minimum evaluert basert på en lineær sum av de enkelte brudd og individuelle geometriske egenskaper.

[0080]Dersom bestemmelsen i trinn 306 viser at forskjellen tallfestet av objektivfunksjonen enda ikke oppfyller det forbestemte kriteriet ( f. eks. enda ikke er ved et minimum for iterasjonene eller fortsatt overstiger den forbestemte minimumsterskelen), blir innmatinger til krumningsmodellen, spenningsmodellen og bruddmodellen variert inntil objektivfunksjonen er minimert eller er lavere enn minimumsterskelen. I én eller flere utførelsesformer blir innmatinger til krumningsmodellen, spenningsmodellen og bruddmodellen variert ved å returnere arbeidsflyten i fremgangsmåten tilbake til trinn 301, der den tidligere angivelsen av estimerte glidespeil blir justert. Nærmere bestemt kan korrelasjonen mellom avvik i borehullsdataene og de tolkede geologiske overflatene bli justert før innledning av en ny iterasjon gjennom arbeidsflytsløyfen i trinnene 301 til 306.

[0081]Dersom bestemmelsen i trinn 306 viser at forskjellen tallfestet av objektivfunksjonen oppfyller det forbestemte kriteriet, fortsetter fremgangsmåten til trinn 307 der operasjonene på feltet blir justert basert på spenningsmodellen. For eksempel kan feltoperasjonene svare til en boreoperasjon eller en kompletteringsoperasjon, der operasjonene kan bli automatisk og/eller manuelt justert basert på spenningsmodellen.

[0082]I én eller flere utførelsesformer kan spenningsmodellen bli anvendt for å predikere spenningsskapte brudd ( dvs. modellerte spenningsskapte brudd) som enda ikke er observert i en kjent analyse eller som skal induseres i en hydraulisk fraktureringsoperasjon. For eksempel kan innsamlede data mangle posisjonene til de predikerte spenningsskapte bruddene. I et annet eksempel kan slike predikerte spenningsskapte brudd ha små dimensjoner som er mindre enn oppløsningsgrensene til enhver bildeanalyseteknikk. I nok et annet eksempel kan spenningsmodellen bli anvendt for å utforme en hydraulisk fraktureringsoperasjon med bedre nøyaktighet. De predikerte spenningsskapte bruddene og/eller de predikerte stedene med høy spenning i spenningsmodellen blir avbildet til fraktureringsmål langs brønnhullet. I eksempelet vist i figur 2.4 kan disse fraktureringsmålene inkludere deformasjonene (227-2) og (227-4), der sprekker allerede kan være dannet eller skal dannes i en hydraulisk fraktureringsoperasjon, nær det avvikende brønnhullet (225-2). En hydraulisk fraktureringsoperasjon kan så bli utført ved ett eller flere av de fastsatte fraktureringsmålene. I dette eksempelet kan produksjonsegenskaper for det avvikende brønnhullet (225-2) bli modellert med bedre nøyaktighet fordi modellen kan ta hensyn til produksjonsresultater før og etter en hydraulisk fraktureringsoperasjon.

[0083]I én eller flere utførelsesformer kan spenningsmodellen bli anvendt for konstruksjon og utforming av brønner. Etter at brønnhullets posisjon innenfor den mekaniske enheten beskrevet over og mengden strukturell krumning er identifisert, kan en lokal tøyningsforskjell bli beregnet. Denne nydefinerte tøyningen kan så bli kombinert med de tradisjonelle fjernfeltdataene integrert med reservoarfacienes elastisitetsmoduler for spesifikk, lokal og entydig kartlegging av spenning langs brønnbanen. Den totale spenningen kan så bli anvendt for utforming av hydraulisk stimulering og brønnkonstruksjon.

[0084]Utførelsesformer av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger kan realiseres på praktisk talt en hvilken som helst type datamaskin uavhengig av plattformen som anvendes. For eksempel, som vist i figur 4, kan et datasystem

(400) inkludere én eller flere prosessorer (402), så som en integrert krets, en sentralprosesseringsenhet (CPU) eller andre maskinvareprosessorer, tilhørende minne (404) ( f. eks. direkteaksessminne (RAM), cacheminne, flashminne etc), en lagringsanordning (406) ( f. eks. en harddisk, en optisk stasjon, så som en CD-stasjon eller DVD-stasjon, en flashminnestav etc), og en rekke forskjellige andre elementer og funksjonaliteter som er typiske i dagens datamaskiner (ikke vist). Datamaskinen (400) kan også inkludere innmatingsanordninger, så som et tastatur (408), en mus (410) eller en mikrofon (ikke vist). Videre kan datamaskinen

(400) inkludere utmatingsanordninger, så som en dataskjerm (412) ( f. eks. en LCD-skjerm, en plasmaskjerm eller en CRT-skjerm). Datasystemet (400) kan være koblet til et nettverk (414) ( f. eks. et lokalt nettverk (LAN), et regionalt nettverk (WAN), så som Internett, eller en hvilken som helst annen tilsvarende type nettverk) via en nettverksgrensesnittsforbindelse (ikke vist). Fagmannen vil forstå at det finnes mange forskjellige typer datasystemer ( f. eks. en stasjonær datamaskin, en bærbar datamaskin, en personlig mediaanordning, en mobil anordning, så som en mobiltelefon eller en personlig digital assistent, eller et hvilket som helst annet datasystem i stand til å eksekvere datamaskinlesbare instruksjoner), og ovennevnte innmatings- og utmatingsanordninger kan ta andre former, som er kjent i dag eller blir utviklet i fremtiden. Generelt inkluderer datasystemet (400) i hvert fall et minimum av prosesserings-, innmatings- og/eller utmatingsanordninger nødvendig for å praktisere én eller flere utførelsesformer.

[0085]Videre vil fagmannen forstå at ett eller flere elementer i ovennevnte datasystem (400) kan befinne seg på fjerne steder og være koblet til de andre elementene over et nettverk. Videre kan én eller flere utførelsesformer være realisert på et distribuert system med flere noder, der hver del av utførelsen ( f. eks. differensialspenning-bestemmelsesenheten (218), bildeanalyseenheten etc.) kan befinne seg på sin egen node innenfor det distribuerte systemet. I én eller flere utførelsesformer svarer noden til et datasystem. Alternativt kan noden svare til en prosessor med tilhørende fysisk minne. Noden kan alternativt svare til en prosessor med delt minne og/eller delte ressurser. Videre kan programvareinstruksjoner for å utføre én eller flere utførelsesformer være lagret på et datamaskinlesbart medium, så som en CD, en diskett, et lagringsbånd eller en hvilken som helst annen datamaskinlesbar lagringsanordning.

[0086]Systemene og fremgangsmåtene tilveiebrakt vedrører utvinning av hydrokarboner fra et oljefelt. Det vil forstås at de samme systemer og fremgangsmåter kan bli anvendt for å utføre andre undergrunnsoperasjoner, så som gruvedrift, vannavtapping og uttrekking av andre underjordiske fluider eller andre geomaterialer fra andre felter. Videre kan deler av systemene og fremgangsmåtene være utført som programvare, maskinvare, fastvare eller kombinasjoner av dette.

[0087]Selv om bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger er beskrevet med støtte i et begrenset antall utførelsesformer, vil fagmannen, på bakgrunn av denne beskrivelsen, forstå at andre utførelsesformer kan konstrueres som ikke fjerner seg fra rammen av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger som beskrevet her. Følgelig skal rammen av bestemmelse av differensialspenning basert på formasjonskurvatur og mekaniske enheter ved anvendelse av borehullslogger kun begrenses av de vedføyde kravene.

Claims (22)

1. Fremgangsmåte for å utføre brønnhullsoperasjoner på et felt med en undergrunnsformasjon, der fremgangsmåten omfatter å: bestemme, basert på en bildelogg av et brønnhull som krysser gjennom undergrunnsformasjonen, flere tolkede geologiske overflater, identifisere flere estimerte glidespeil fra de flere tolkede geologiske overflatene basert på minst ett forbestemt kriterium, beregne, ved hjelp av en prosessor, en differensialspenning ved hjelp av en krumningsmodell som representerer minst én mekanisk enhet avgrenset av de flere estimerte glidespeilene, frembringe en spenningsmodell med bruk av differensialspenningen, identifisere et modellert brønnhullspenningsskapt brudd som reaksjon på at en total spenningsverdi i spenningsmodellen overstiger en styrkeegenskap for undergrunnsformasjonen, bestemme en forskjell mellom det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet og et observert spenningsskapt brudd i undergrunnsformasjonen, og oppdatere spenningsmodellen ved å justere de flere estimerte glidespeilene for, i sin tur, å justere forskjellen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der det å generere spenningsmodellen omfatter å oppdatere en initial spenningsmodell av undergrunnsformasjonen ved anvendelse av differensialspenningen, der den initiale spenningsmodellen representerer i hvert fall fjernfeltspenninger i et brønnhull i undergrunnsformasjonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende å: justere brønnhullsoperasjonene basert på spenningsmodellen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende å: lokalisere det observerte spenningsskapte bruddet i undergrunnsformasjonen svarende til det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet i spenningsmodellen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende å: innlemme det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet i flere modellerte spenningsskapte brudd identifisert på flere steder innenfor den mekaniske enheten, der de flere modellerte spenningsskapte bruddene identifiseres som reaksjon på at flere totale spenningsverdier på de flere stedene i en oppdatert spenningsmodell overstiger styrkeegenskapen for undergrunnsformasjonen, lokalisere flere observerte spenningsskapte brudd i undergrunnsformasjonen svarende til de flere modellerte spenningsskapte bruddene, der forskjellen omfatter aggregerte forskjeller mellom de flere modellerte spenningsskapte bruddene og de flere observerte spenningsskapte bruddene i undergrunnsformasjonen, og korrelere produksjonsegenskaper for brønnhullet med de flere modellerte spenningsskapte bruddene på tvers av de flere stedene.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, der de flere tolkede geologiske overflatene omfatter en krumning bestemt fra bildeloggen, der de flere tolkede geologiske overflatene svarer til faktiske geologiske overflater som befinner seg rundt brønnhullet i undergrunnsformasjonen, og der krumningsmodellen representerer den minst ene mekaniske enheten som et bøyd lag basert på krumningen til de flere tolkede geologiske overflatene.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, videre omfattende å: analysere borehullsdata for brønnhullet for å identifisere avvik i borehullsdataene, og identifisere en andel av de flere tolkede geologiske overflatene som de flere estimerte glidespeilene ved å korrelere avvikene i borehullsdataene med andelen av de flere tolkede geologiske overflatene.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der avvikene i borehullsdataene identifiseres basert på Stoneleybølge-egenskaper.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der det bøyde laget omfatter: et første estimert glidespeil av de flere estimerte glidespeilene forbundet med høyere strekkspenning sammenliknet med den initiale spenningsmodellen, og et andre estimert glidespeil av de flere estimerte glidespeilene forbundet med høyere trykkspenning sammenliknet med den initiale spenningsmodellen, der differensialspenningen beregnes med bruk av likningen Ao = Ez/((1 - v<2>)R), der A er en matematisk differanseoperator, o representerer minst én valgt fra en gruppe bestående av isotrop spenning og anisotrop spenning, E representerer Youngs elastisitetsmodul, v representerer minst én valgt fra en gruppe bestående av isotropt Poissons forhold og anisotropt Poissons forhold for undergrunnsformasjonen innenfor den mekaniske enheten, z representerer halve tykkelsen til det bøyde laget og R representerer en krumningsradius svarende til andreordens krumning.

10. Fremgangsmåte for å utføre brønnhullsoperasjoner på et felt med en undergrunnsformasjon, der fremgangsmåten omfatter å: bestemme, basert på en bildelogg av et brønnhull som krysser gjennom undergrunnsformasjonen, flere tolkede geologiske overflater, identifisere flere estimerte glidespeil fra de flere tolkede geologiske overflatene basert på minst ett forbestemt kriterium, beregne, ved hjelp av en prosessor, en differensialspenning med bruk av en krumningsmodell som representerer minst én mekanisk enhet avgrenset av de flere estimerte glidespeilene, og frembringe en spenningsmodell ved hjelp av differensialspenningen, identifisere et modellert brønnhullspenningsskapt brudd som reaksjon på at en total spenningsverdi i spenningsmodellen overstiger en styrkeegenskap for undergrunnsformasjonen.

11. Overflateenhet for å utføre brønnhullsoperasjoner på et felt med en undergrunnsformasjon, der overflateenheten omfatter: en prosessor og minne, en bildeanalyseenhet lagret i minnet, som kjører på prosessoren i datamaskinen og er innrettet for å bestemme, basert på en bildelogg av et brønnhull som krysser gjennom undergrunnsformasjonen, flere tolkede geologiske overflater, en differensialspenning-bestemmelsesenhet lagret i minnet, som kjører på prosessoren og er innrettet for å: identifisere flere estimerte glidespeil fra de flere tolkede geologiske overflatene basert på et forbestemt kriterium, beregne en differensialspenning ved hjelp av en krumningsmodell som representerer minst én mekanisk enhet avgrenset av de flere estimerte glidespeilene, der krumningsmodellen representerer den minst ene mekaniske enheten som et bøyd lag basert på krumningen til de flere tolkede geologiske overflatene, frembringe en spenningsmodell ved hjelp av differensialspenningen, identifisere et modellert brønnhullspenningsskapt brudd som reaksjon på at en total spenningsverdi i spenningsmodellen overstiger en styrkeegenskap for undergrunnsformasjonen, bestemme et differansemål for å representere i hvert fall en forskjell mellom det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet og et observert spenningsskapt brudd i undergrunnsformasjonen, og oppdatere spenningsmodellen ved å justere de flere estimerte glidespeilene for å redusere forskjellen, og et lagerfør å lagre krumningsmodellen, den initiale spenningsmodellen og spenningsmodellen.

12. Overflateenhet ifølge krav 11, der det å generere spenningsmodellen omfatter å oppdatere en initial spenningsmodell av undergrunnsformasjonen ved anvendelse av differensialspenningen, der den initiale spenningsmodellen representerer i hvert fall fjernfeltspenninger i et brønnhull i undergrunnsformasjonen.

13. Overflateenhet ifølge krav 11, videre omfattende: en styringsenhet omfattende et aktuatorelement koblet til brønnhullet for å utføre brønnhullsoperasjonene, der styringsenheten er innrettet for å justere brønnhullsoperasjonene basert på spenningsmodellen.

14. Overflateenhet ifølge krav 11, der de flere tolkede geologiske overflatene omfatter en krumning bestemt fra bildeloggen, der de flere tolkede geologiske overflatene svarer til faktiske geologiske overflater som ligger rundt brønnhullet i undergrunnsformasjonen, og der krumningsmodellen representerer den minst ene mekaniske enheten som det bøyde laget basert på krumningen.

15. Overflateenhet ifølge krav 14, der differensialspenning-bestemmelsesenheten videre er innrettet for å: analysere borehullsdata for brønnhullet for å identifisere avvik i borehullsdataene, og identifisere en andel av de flere tolkede geologiske overflatene som de flere estimerte glidespeilene ved å korrelere avvikene i borehullsdataene med andelen av de flere tolkede geologiske overflatene.

16. Overflateenhet ifølge krav 15, der avvikene i borehullsdataene blir identifisert basert på Stoneleybølge-egenskaper.

17. Overflateenhet ifølge krav 12, der det bøyde laget omfatter: et første estimerte glidespeil, av de flere estimerte glidespeilene, forbundet med høyere strekkspenning sammenliknet med den initiale spenningsmodellen, og et andre estimert glidespeil, av de flere estimerte glidespeilene, forbundet med høyere trykkspenning sammenliknet med den initiale spenningsmodellen, der differensialspenningen blir beregnet med bruk av likningen Ao = Ez/((1-v<2>)R), der A er en matematisk differanseoperator, o representerer minst én valgt fra en gruppe bestående av isotrop spenning og anisotrop spenning, E representerer Youngs elastisitetsmodul, v representerer minst én valgt fra en gruppe bestående av isotropt Poissons forhold og anisotropt Poissons forhold for undergrunnsformasjonen innenfor den mekaniske enheten, z representerer halve tykkelsen til det bøyde laget og R representerer en krumningsradius svarende til andreordens krumning.

18. Overflateenhet ifølge krav 11, der differensialspenning-bestemmelsesenheten (218) videre er innrettet for å: lokalisere det observerte spenningsskapte bruddet i undergrunnsformasjonen svarende til det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet i spenningsmodellen.

19. Overflateenhet ifølge krav 11, der differensialspenning-bestemmelsesenheten (218) videre er innrettet for å: innlemme det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet i flere modellerte spenningsskapte brudd identifisert på flere steder innenfor den mekaniske enheten, der de flere modellerte spenningsskapte bruddene blir identifisert som reaksjon på at flere totale spenningsverdier på de flere stedene i en oppdatert spenningsmodell overstiger styrkeegenskapen for undergrunnsformasjonen, lokalisere flere observerte spenningsskapte brudd i undergrunnsformasjonen svarende til de flere modellerte spenningsskapte bruddene, der differansemålet representerer aggregerte forskjeller mellom de flere modellerte spenningsskapte bruddene og de flere observerte spenningsskapte bruddene i undergrunnsformasjonen, og korrelere produksjonsegenskaper for brønnhullet med de flere modellerte spenningsskapte bruddene på tvers av de flere stedene.

20. Ikke-volatilt datamaskinlesbart medium som lagrer instruksjoner, der instruksjonene, når de blir eksekvert, bevirker en prosessor til å: bestemme, basert på en bildelogg av et brønnhull som krysser gjennom undergrunnsformasjonen, flere tolkede geologiske overflater, identifisere flere estimerte glidespeil fra de flere tolkede geologiske overflatene basert på minst ett forbestemt kriterium, beregne en differensialspenning ved hjelp av en krumningsmodell som representerer minst én mekanisk enhet avgrenset av de flere estimerte glidespeilene, der krumningsmodellen representerer den minst ene mekaniske enheten som et bøyd lag basert på krumningen til de flere tolkede geologiske overflatene, frembringe en spenningsmodell med bruk av differensialspenningen, identifisere et modellert brønnhullspenningsskapt brudd som reaksjon på at en total spenningsverdi i spenningsmodellen overstiger en styrkeegenskap for undergrunnsformasjonen, bestemme en forskjell mellom det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet og et observert spenningsskapt brudd i undergrunnsformasjonen, og oppdatere spenningsmodellen ved å justere de flere estimerte glidespeilene for å redusere forskjellen.

21. Ikke-volatilt datamaskinlesbart medium ifølge krav 20, der det å generere spenningsmodellen omfatter å oppdatere en initial spenningsmodell av undergrunnsformasjonen ved anvendelse av differensialspenningen, der den initiale spenningsmodellen representerer i hvert fall fjernfeltspenninger i et brønnhull i undergrunnsformasjonen.

22. Ikke-volatilt datamaskinlesbart medium ifølge krav 20, der instruksjonene, når de blir eksekvert, videre bevirker prosessoren til å: innlemme det modellerte brønnhullspenningsskapte bruddet i flere modellerte spenningsskapte brudd identifisert på flere steder innenfor den mekaniske enheten, der de flere modellerte spenningsskapte bruddene blir identifisert som reaksjon på at flere totale spenningsverdier på de flere stedene i en oppdatert spenningsmodell overstiger styrkeegenskapen for undergrunnsformasjonen, lokalisere flere observerte spenningsskapte brudd i undergrunnsformasjonen svarende til de flere modellerte spenningsskapte bruddene, der forskjellen representerer aggregerte forskjeller mellom de flere modellerte spenningsskapte bruddene og de flere observerte spenningsskapte bruddene i undergrunnsformasjonen, og korrelere produksjonsegenskaper for brønnhullet med de flere modellerte spenningsskapte bruddene på tvers av de flere stedene.