NO20140001A1 - Nøyaktig borehullgeometri og BHA lateral bevegelse basert på sanntid kalibermålinger - Google Patents

Abstract

Omtalt er en fremgangsmåte for å beregne en geometri til et borehull som penetrerer jorden. Fremgangsmåten innbefatter: å utføre etflertall av borehull-kalibermålinger med N signalformere ved et flertall av tidspunkter, hvori for hvert tidspunkt omfatter et målesett malinger gjort av N signalomformerne ved dette tidspunkt; å dele et tverrsnitt av borehullet i 8 sektorer; å oppnå en beregning av borehullsgeometrien ved å forbinde representative radiuspunkter i tilstøtende sektorer; å forskyve hvert målesett i henhold til en forskyvningsvektor relatert til en forskyvning av hvert målesett fra den beregnede geometri hvis forskyvnings-vektoren overskrider et valgt kriterium: iterering av det oppnådde av en beregning av borehullsgeometrien og forskyvningen av hvert målt sett basert på en seneste forskyvningsvektor; å tilveiebringe en seneste oppnådd beregning som geometrien av borehullet når alle forskyvningsvektorene ikke lenger overskrider utvelgelses-kriteriet for forskyvningen.

Description

KRYSSREFERANSE TIL RELATERTE SØKNADER

[0001]Denne søknad krever fordelen av US-søknad nr. 13/194179, innlevert

29. juli, 2011, som er innlemmet heri med referanse i sin helhet

BAKGRUNN

[0002]Borehull er boret dypt inn i jorden for mange anvendelser slik som karbon-sekvestrasjon, geotermisk produksjon, og hydrokarbonutvinning og produksjon. Mange forskjellige typer av sensorer kan benyttes for å utføre målinger idet et borehull bores i en operasjon refererer til som logging-under-boring (LWD).

[0003]Stillingen (situasjonen, avstanden) (eng. standoff) til en LWD-sensor idet én eller flere målinger er utført er en meget viktig parameter. Én av de viktigste anvendelser er f.eks. å utføre miljøkorreksjoner av LWD-sensor-målingene, som er følsomme for avstanden eller stillingen fra sensoren til formasjonen. Vanligvis er flere ultrasoniske signalomformere montert rundt omkretsen til en bunnhullssammenstilling (BHA) som rommer LWD-sensorene. Hver signalomformer måler avstanden (dvs. standoff) fra seg selv til borehullsveggen i retningen av de akustiske bølger.

[0004]Avstandsverdiene kan også benyttes for å gi geometrien til borehullet. Hvis borehullet er i en ideell sirkel og sentralborehulls-boresammenstillingen er ved

senter av borehullet kan f.eks. borehullsradiusen beregnes ved å tilføre radiusen til verktøyet (fra senter til sensoren) og avstanden (fra sensoren til borehullsveggen). I virkelige boresituasjoner beveger imidlertid senteret til borehulls-boreenheten seg vanligvis lateralt i tverrsnittet av borehullet på grunn av borevibrasjoner. Banen for dens laterale bevegelse kan ikke være kjent a priori. Som et resultat, kan ikke geometrien til borehullet oppnås direkte fra avstandsmålingene og verktøy-diameteren. En algoritme er derfor nødvendig for å fjerne virkningen innført av den laterale bevegelse til senteret av boreenheten. Typisk håndterer ikke tradisjonelle fremgangsmåter for dette formål vilkårlig borehullsgeometri. For eksempel, antar noen eksisterende algoritmer at formen til vilkårlig borehullsgeometri er elliptisk selv om den ikke er det. Det vil godt mottas innen boreindustrien hvis beregninger av vilkårlig borehullsgeometri kan forbedres.

KORT OPPSUMMERING

[0005]Omtalt er en fremgangsmåte for å beregne en geometri til et borehull som penetrerer jorden. Fremgangsmåten innbefatter: å utføre et flertall av borehullskaliber-målinger med N signalomformere ved flertallet av tidspunkter, hvori for hver tid omfatter et målingssett omfatter målinger gjort av N-signalomformerne ved det tidspunktet; å avdele et tverrsnitt av borehullet i S-sektorer, tverrsnittet er i et X-Y plan som er perpendikulær eller under-perpendikulær til en Z-akse som er en langsgående akse av borehullet; å oppnå en beregning av borehullsgeometrien ved å forbinde de tilstøtende sektorer et representativt radiuspunkt som representerer en radius representativ for målinger i hver sektor; å fremvis hvert målingssett i henhold til en forskyvningsvektor relatert til en forskyvning av hvert målingssett fra den beregnede geometri hvis forskyvningsvektoren overskrider et valgt kriterium; iterasjon av oppnåelsen av en beregning av borehullsgeometrien og forskyvning av hvert målingssett basert på en seneste forskyvningsvektor; og å tilveiebringe en siste oppnådd beregning som geometrien til borehullet når alle forskyvningsvektorene ikke lenger overskrider det valgte kriterium for forskyvning.

[0006]Også omtalt er et apparat for å beregne et geometri til et borehull som penetrerer jorden. Apparatet innbefatter: en bærer konfigurert for å transporteres gjennom borehullet; et flertall av sensorer anbrakt ved bæreren og konfigurert for å utføre borehullskalibermålinger ved et flertall av tidspunkter, hvori for hvert tidspunkt i flertallet av tidspunkter omfatter et målingssett målinger gjort ved hjelp av N-signalomformerne ved dette tidspunkt; og en prosessor. Prosessoren er konfigurert for å implementere en fremgangsmåte som innbefatter: å motta et målingssett for hvert tidspunkt i flertallet av tidspunkter; å dividere et tverrsnitt av borehullet inn i S-sektorer, tverrsnittet er i det X-Y plan som er perpendikulær eller under-perpendikulær (engelsk sub-perpendicular) til en Z-akse som er en langsgående akse av borehullet; å oppnå en beregning av borehullsgeometrien ved å forbinde i tilstøtende sektorer et representativt radiuspunkt som representerer en radius representativ for målinger i hver sektor; å forskyve hvert målingssett i henhold til en forskyvningsvektor relatert til en avstand av hvert målingssett fra den beregnede geometri hvis forskyvningsvektoren overskrider et valgt kriterium; iterasjon av oppnåelsen av et estimat for borehullsgeometrien og forskyvning av hvert målingssett basert på en siste forskyvningsvektor; og å tilveiebringe et siste oppnådd estimat som geometrien til borehull når alle forskyvningsvektorene ikke lenger overskrider det valgte kriterium for forskyvningen.

[0007]Videre omtalt er et ikke-transitorisk datamaskin-lesbart medium med datautførbare instruksjoner for å beregne geometri av et borehull som penetrerer jorden ved implementering av en fremgangsmåte. Fremgangsmåten innbefatter: å motta et flertall av borehullskalipermålinger utført med et flertall av sensorer ved et flertall av tidspunkter, hvori for hvert tidspunkt i flertallet av tidspunkter omfatter et målingssett målinger gjort av flertallet av sensorer ved det tidspunkt; deling av et tverrsnitt av borehullet inn i S-sektorer, tverrsnittet er i et X-Y plan som er perpendikulær eller under-perpendikulær til en Z-akse som er en langsgående akse av borehullet; å oppnå et estimat av borehullsgeometrien ved å forbinde i tilstøtende sektorer et representativt radiuspunkt som representerer en radius representativ for målinger i hver sektor; å forskyve hvert målsett i henhold til en forskyvningsvektor relatert til en forskyvning av hvert målingssett fra den beregnede geometri hvis forskyvningsvektoren overskrider et valgt kriterium; iterering oppnåelsen av et estimat for borehullsgeometrien og forskyvning av hvert målsett basert på en seneste forskyvningsvektor; og å tilveiebringe et seneste oppnådd estimat som geometrien av borehullet når alle forskyvningsvektorene ikke lenger overskrider utvelgelseskriteriet for forskyvningen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0008] De følgende detaljerte beskrivelser skal ikke på noen måte anses som begrensende. Med referanse til de vedføyde tegninger er like elementer nummerert likt:

[0009]Figur 1 illustrerer en eksemplifiserende utførelse av en bunnhullssammenstilling (BHA) anbrakt i et borehull som penetrerer jorden;

[0010]Figur 2 illustrerer en konfigurasjon av akustiske sensorer i BHA-en;

[0011]Figur 3 viser aspekter av to femkanter (pentagon) utledet fra målinger som to forskjellige tider;

[0012]Figur 4 er et flytskjema for en fremgangsmåte for å beregne en geometri av borehullet fra akustiske kalibermålinger;

[0013]Figur 5 viser aspekter av en borehullsgeometri;

[0014]Figurer 6A og 6B viser aspekter for å beregne forskyvningsvektorer;

[0015]Figurer 7a-7i viser aspekter av anvendelse av fremgangsmåten med fem jevnt fordelte akustiske signalomformere og 120 sektorer;

[0016]Figur 8 viser aspekter av lateral bevegelse av BH A-en;

[0017]Figur 9 viser aspekter av anvendelse av fremgangsmåten med fem jevnt fordelte akustiske signalomformere og 16 sektorer;

[0018]Figur 10A og 10B viser aspekter av anvendelse av fremgangsmåten med tre jevnt fordelte akustiske signalomformere og 120 sektorer;

[0019]Figur 11A og 11B viser aspekter av anvendelse av fremgangsmåten med ti jevnt fordelte akustiske signalomformere og 120 sektorer;

[0020]Figur 12A og 12B viser aspekter av anvendelse av fremgangsmåten med fem jevnt fordelte akustiske signalomformere og 120 sektorer; og

[0021]Figur 13 viser aspekter av måling med to kalibere med forskjellige dybder for å måle penetrasjonshastighet.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0022]En detaljert beskrivelse av én eller flere utførelser av det oppfunne apparat og fremgangsmåte er fremlagt heri ved hjelp av eksemplifisering og ikke begrens-ning med referanse til figurene.

[0023]Omtalt er fremgangsmåte og apparat for nøyaktig beregning av vilkårlig geometri av et jordborehull ved å benytte borehull-avstandsmålinger. I tillegg er lateral bevegelse av et verktøy som utfører borehull-avstandsmålingene også beregnet.

[0024]Figur 1 illustrerer en eksemplifiserende utførelse av en borestreng 10 anbrakt i et borehull 2 som penetrerer jorden 3, som innbefatter en geologisk formasjon 4. Idet borehull 2 er vist som å være vertikalt, er teoriene også anvend-bare for avvikende borehull. Et borestreng-rotasjonssystem 5 anbrakt ved overflaten av jorden 3 er konfigurert for å rotere borestrengen 10 for å rotere en borkrone 6 anbrakt ved den distale ende av borestrengen 10. Borkronen 6 representerer enhver skjæreanordning konfigurert for å skjære gjennom jorden 3 eller bevege seg inn i formasjonen 4 for å bore borehullet 2. Anbrakt tilstøtende borkronen 6 er en bunnhullssammenstilling (BHA) 7. BHA-en 7 kan innbefatte brønnkomponenter slik som et loggeverktøy 13 konfigurert for å utføre én eller flere forskjellige brønnmålinger ettersom borkronen 16 borer borehull 2 eller under en temporær stansing av boring. Betegnelsen "nede i hullet" som en beskriver angår å være anbrakt i borehullet 2 i motsetning til å være anbrakt på utsiden av borehullet 2 slik som ved eller over overflaten av jorden 3.

[0025]Fremdeles med referanse til fig. 1, innbefatter BHA-en 7 N-borehull kalibersensorer 8, som også kan refereres til som signalomformere. Betegnelsen "kaliber" angår en diameter av borehullet 2. Hver kalibersensor 8 er konfigurert for å måle distanse (generelt referert til som avstand) fra sensoren 8 til en vegg av borehullet direkte foran denne sensor 8. Fordi sensorene 8 generelt er anbrakt langs omkretsen av BHA-en 7, er den målte distanse justert for å ta i betraktning forskyvningen av sensorene fra senteret C av BHA-en 7. Således, i én eller flere utførelser tilveiebringer hver sensor 8 utgangsmålinger som benyttes for å bestemme distansen fra senter C av BHA-en 7 til borehullsveggen direkte foran sensoren 8 for å utføre målingen. N-sensorer 8 kan være jevnt eller ujevnt fordelt langs perimeteren eller omkretsen av BHA-en 7. I begge tilfeller er orienteringene (dvs. asimutretninger) av sensorenes målinger også registrert. I én eller flere utførelser er orienteringen oppnådd ved å benytte én eller flere magnetometere som føler retningen av jordens magnetiske felt med hensyn til verktøyflaten ved tidspunktet for måling. Det vil forstås at i en alternativ utførelse kan N-kalibersensorene 8 være forskjøvet i en brønnsensorovergang 14 ved enhver lokalisering langs borestrengen 10.

[0026]I én eller flere utførelser er sensorene 8 ultrasoniske og akustiske signalomformere som er konfigurert for å avgi en akustisk bølge og motta en refleksjon av bølgen. Ved måling av en overgangstid slik som med brønnelektronikken 7, kan distansen fra den akustiske signalomformer til veggen av borehullet 2 foran signalomformeren måles. Det vil forstås at sensoren 8 også kan konfigureres for å operere på andre prinsipper slik som optisk, elektrisk, magnetisk eller stråling som ikke begrensende eksempler. Generelt er borehullskalibermålinger ved hjelp av N-sensorene 8 uført ved vesentlig det samme tidspunkt.

[0027]Fremdeles med referanse til fig. 1 er brønnelektronikken 9 koblet til sensorene 8, og er benyttet for å operere sensorene 8 og motta og behandle målinger fra sensorene 8. I tillegg kan i én eller flere utførelser brønnelektronikken 9 sende målingene til et datamaskinbehandlingssystem 12 anbrakt ved overflaten av jorden 3 for behandling. Et telemetrisystem 11 kan benyttes for å kommunisere data mellom brønnelektronikken 9 og databehandlingssystemet 12. Dataene kan innbefatte borehullsgeometrien bestemt ved en algoritme utført i brønn-elektronikken 9 ved å benytte sensormålingene eller dataene kan innbefatte sensormålingene slik at algoritmen kan utføres ved overflate-datamaskin-behandlingssystemet 12 for å bestemme borehullsgeometrien. I én eller flere utførelser benytter telemetrisystemet 11 kablet borerør for sanntids kommu-nikasjoner. Andre ikke-begrensende utførelser av telemetrisystemet 11 benytter slampulser, elektromagnetisk energi eller akustisk energi for signaloverføring.

[0028] Referanse kan nå gjøres til fig. 1, som viser aspekter for måling av borehullskaliber. I utførelsen i fig. 2 er det fem (N=5) jevnt fordelte (f.eks. 72° fra hverandre) akustiske signalomformere 8 merket T1-T5. De ultrasoniske signalomformere 8 oppnår data for å beregne deres distanser (dvs. standoff) til borehullsveggen ved å måle toveis transitt-tiden for den avgitte akustiske bølge. Ved å anta at den akustiske bølge fra signalomformeren Ti treffer borehullsveggen ved et punkt Pi, og den målte bevegelsestid er t, er distansen fra t til Pi: di = Vm (ti/2) hvor Vm er den akustiske hastighet i boreslammet ved brønnfor-hold (dvs. for eksempel temperatur, trykk, komponenter). Avstanden fra senteret av BHA-en 7 til borehullsveggen i retningen av signalomformeren Ti er derfor (Di+R), hvor R er radius av BHA-en 7.

[0029]Ved hvert måletidspunkt er signalomformerne utløst ved vesentlig samme tid. For konfigurasjonen vist i fig. 2 er distansene fra fem punkter på borehullsveggen (Pi~P5) til senteret C av BHA-en 7 oppnådd. Med andre ord er lokaliseringen av en femkant P1P2P3P4P5(dvs. femsidet polygon) i forhold til senteret C av BHA-en 7 oppnådd. N-kalibermålingene utført ved vesentlig det samme tidspunkt av N-sensorene 8 er referert heri som er målesett. Målesettene er tatt ved høy frekvens i forhold til den langsgående bevegelse av BHA-en 7. Således er over tid mange punkter rundt det samme borehullstverrsnitt målt som vist i fig. 3.

Figur 3 illustrerer også to målingssett vist som to femkanter (31 og 32).

[0030]Algoritmen 40 benytter for å beregne en geometri av borehullet 2 ved å benytte kalibermålinger fra N-sensorene 8 er nå omtalt i detalj med referanse til fig. 4. Trinn 41 spør etter posisjonering (plotting) av alle målte punkter med start-punkt i koordinatsystemet ved senteret C i BHA-en 7 ved å benytte sensor- målingene og deres orienteringer. Alle de målte punkter er oppnådd fra alle målesettene hvor hvert målingssett innbefatter N målinger gjort av N sensorer ved vesentlig det samme tidspunkt.

[0031]Trinn 42 spør etter å oppnå et første estimat eller tilnærming av borehullsgeometrien. Den første tilnærming er oppnådd ved å dividere det målte tverrsnitt (X-Y plan som er perpendikulær eller under-perpendikulær til langsgående akse av borehullet) av borehullet inn i S sektorer som illustrert i fig. 5. Jo større S er, jo høyere vil oppløsningen av borehullsgeometrien være. Det er et vist antall av punkter som faller innen hver sektor. Radiene av hvert målte punkt er dens distanse fra utgangspunktet (startpunktet). Innen hver sektor kan et histogram av radiuser dannes, som innbefatter et antall av punkter med en radius som faller innen et radiusområde. En representativ radius er så beregnet for denne sektor, basert på radiushistogrammet. Den representative radius er definert som en radius i området av radier med en høyeste tetthet av eller antallet av punkter. Forskjellige algoritmer kan benyttes for å oppnå den representative radius. Et representativt radiuspunkt basert på den representative radius er plottet generelt i sentrert av sektoren, men det må ikke gjøres. Tilstøtende representative radiuspunkter er så forbundet for å oppnå en lukket kurve. Den lukkede kurve er den første tilnærming av den samme borehullsgeometri.

[0032]Trinn 43 spør etter å beregne forskyvningsvektorer for hvert målesett og forskyvning av målesettet hvis summen av forskyvningsvektorer overskrider et valgt kriterium. For hvert N-sidet polygon (som representerer et målesett), hvis vertikaler er N målte punkter (illustrert ved Pi~Ps i fig. 6A), er rette linjer trukket fra utgangspunktet for alle dens vertikaler. Disse rette linjer krysser med den tilnærmede borehullsgeometri oppnådd fra trinn 42. For hvert topp-punkt, er en forskyvningsvektor definert som vektoren fra topp-punktet til krysningen (illustrert ved di~d5i fig. 6). For hvert polygon er en vektorsum D av forskyvningsvektorene

N

oppnådd hvor D = ^jT dj som illustrert i fig. 6B. Vektorsummen D er definert som

t=i

den totale forskyvningsvektor for sitt tilhørende polygon. Den totale forskyvningsdistanse D for det tilhørende polygon er så definert som lengden av vektoren D.

[0033]Når de totale forskyvningsvektorer og de totale forskyvningsdistanser er beregnet for alle polygonene, er det bestemt hvilke av polygonene som vil korri geres for å redusere spredning av målepunktene (trinn 44). Forskjellige kriterier kan benyttes for å velge polygonene eller målingssettene som må korrigeres. I én eller flere utførelser er kun de polygoner hvis forskyvningsdistanser er større enn den gjennomsnittlige forskyvningsdistanse for alle polygonene korrigert.

[0034]For alle polygonene som vil korrigeres, er polygonene (dvs. alle av dens vertikaler) flyttet eller forskjøvet i retningen av vektorsummen D for en distanse av D/(N-1). Med andre ord er den virkelig bevegelse av polygonet matematisk beskrevet som 6 = D/(N-1) hvor 6 er forskyvningsverktoren av polygonet eller målesettet. Vertikalene til de korrigerte polygoner er oppdatert basert på forskyvningsvektoren og en andre tilnærming eller beregning av borehullsgeometrien er skapt som i trinn 42, ved å benytte vertikalene (dvs. målepunktene) til de korrigerte polygoner og vertikalene for ethvert ikke-korrigert polygon. På denne måten kan trinn 42 og 43 itereres (trinn 45) ved å benytte en seneste oppnådd forskyvningsvektor inntil alle de totale forskyvningsdistanser eller forskyvningsvektorer tilfreds-stiller et utvelgelseskriterium for å bevege polygonene. Hvis spredningen er liten nok i trinn 44, er det sist oppnådde estimat for borehullsgeometrien utgangspunkt som borehullsgeometrien.

[0035]I trinn 46 er den laterale bevegelse av BHA-en 7 og banen til senteret C av BHA-en 7 beregnet. For hvert polygon er den akkumulerte bevegelsesvektor oppnådd ved å oppsummere dens virkelige bevegelsesvektorer fra alle iterasjonene (Niterasjon = totalt antall av iterasjoner) hvor

N i terasjon

t=i

Hvis starten av ]>]6er ved utgangspunktet, så viser slutten av oppsummeringen lokaliseringen av senteret ave BHA-en 7 ved måletidspunktet representert ved dette polygon. Banen til senteret av BHA-en 7 er oppnådd ved å forbinde endene av de akkumulerte bevegelsesvektorer, i størrelsesorden av måletidene med startpunktene av vektorene som er ved utgangspunktet.

[0036]Et eksempel på en anvendelse av algoritmen er nå fremskaffet ved å benytte målingene vist i fig. 3. Antallet av sektorer benyttet i dette eksempel er S = 120. Den oppdaterte lokalisering av målepunktene og den tilnærmede borehullsgeometri etter hver iterasjon er vist i fig. 7. Etter den niende iterasjon er den meget irregulære borehullsgeometri meget godt oppfanget.

[0037]Figur 8 viser aspekter av den utledede laterale bevegelse 80 fra eksem-pelet i fig. 7. Figur 8 illustrerer også den virkelige bevegelse 81 i BHA-en 7 hvorfra målingene ble gjort. Kun femtigangers trinn (dvs. femti målingssett) er vist slik at figurene ikke er alt for rotere. Den deriverte bevegelse er meget nær den virkelige bevegelse.

[0038]Figur 9 illustrerer en anvendelse av algoritmen anvendt for de samme målinger vist i fig. 3 med fem jevnt fordelte signalomformere, men med antallet av sektorer S = 16. Ved slutten av ni iterasjoner som vist i fig. 9, er borehullsgeometrien avdekket med en grovere geometri enn når S = 120.

[0039]Algoritmen kan håndtere ethvert antall av signalomformere 8 i BHA-en 7.

Figur 10 viser dens anvendelse for tre jevnt fordelte signalomformere, idet fig. 11 viser dens anvendelse for ti jevnt fordelte signalomformere. Figur 10A og 11A viser borehullsgeometrien og signalomformeroppsettet, idet fig. 10B og 11B viser den avledede borehullsgeometri. Generelt, jo flere signalomformere det er, jo flere målte punkter og jo bedre utledet borehullsgeometri.

[0040]Algoritmen er meget fleksibel slik at den kan anvendes på ikke-regel-messige signalomformer-arrangementer. Figur 12 illustrerer et eksempel hvor signalomformere 8 er ujevnt fordelt langs omkretsen av BHA-en 7.

[0041]På grunn av den høye oppløsningen av algoritmen, kan den benyttes for å måle penetrasjonshastigheten (ROP) av borkronen 6. For å måle ROP, krever BHA-en 7 i det minste to sett av signalomformere 8. Som illustrert i fig. 13 er et første sett av signalomformere 131 atskilt ved en distanse L fra et andre sett av signalomformere 132. Ved det første sett av signalomformere 131 nærmest borkronen 6, er en tid T målt som det tar for det andre sett av signalomformere 132 å måle den samme borehullsgeometri som det første sett av signalomformere 131. ROP-en er så beregnet som ROP = L/T. Jo hyppigere variasjonene av borehullsgeometri med dybde, jo mer nøyaktig vil ROP-beregningene være.

[0042]Det omtalte apparat og fremgangsmåte har flere fordeler. Én fordel i forhold til tidligere kjente algoritmer er at den foreliggende algoritme kan beregne borehullsgeometri og antar ikke at formen av borehullet er elliptisk. En annen fordel er at på grunn av fleksibiliteten av algoritmen, kan den fremdeles anvendes i tilfeller hvor én eller flere signalomformere svikter, men fremdeles ha et flertall av fungerende signalomformere. En annen fordel er at algoritmen er tilpasset for brønnanvendelser. På grunn av begrenset plass i BHA-en, kan behandlingskraften for prosessorene være begrenset, men algoritmen kan fremdeles utledes ved disse signalomformere. Algoritmen er enkel og involverer ikke avanserte mate-matiske fremgangsmåter eller storskalaberegninger. Enda en fordel er at oppløs-ningen av den beregnede borehullsgeometri kan spesifiseres ved å velge et passende kriterium for flytting eller forskyvning av polygonene. Således kan lavere oppløsningsberegninger, som kan være passende i visse anvendelser, utføres i en kortere periode enn høyere oppløsningsberegninger. Enda en annen fordel er at algoritmen gjelder for enhver type av sensor som kan måle borehullskaliber eller avstand.

[0043]Som støtte for teoriene heri, kan forskjellige analysekomponenter benyttes, innbefattende et digitalt og/eller analogt system. For eksempel kan sensorene 8, brønnelektronikken 9 eller overflatedatabehandlingen 12 innbefatte det digitale og/eller analoge system. Systemet kan ha komponenter slik som en prosessor, lagringsmedia, hukommelse, inngang, utgang, kommunikasjonsforbindelse (kablet, kabelfri, pulsert slam, optisk eller annet), bruksgrensesnitt, datamaskin-programmer, signalprosessorer (digital eller analog) og andre slike komponenter (slik som motstander, kondensatorer, induktorer og andre) for å sørge for operasjon og analyser av apparatet og fremgangsmåtene omtalt heri i enhver av mange måter som er godt mottatt innen fagområdet. Det anses at disse teorier kan være, men behøver ikke være, implementert i forbindelse med et sett av datamaskin-utførbare instruksjoner lagret på et datamaskin-lesbart medium, innbefattende hukommelser (ROM, RAM), optisk (CD-ROM), eller magnetisk (disker, harddisker), eller enhver annen type som når utført bevirker at en datamaskin implementerer fremgangsmåten i den foreliggende oppfinnelse. Disse instruksjoner kan sørge for utstyrsoperasjon, styring, datainnsamling og analyser og andre funksjoner som anses relevant av en systemdesigner, eier, bruker eller annet slikt personell, i tillegg til funksjonene beskrevet i denne omtale.

[0044]Videre kan forskjellige andre komponenter være innbefattet og etterspurt for å sørge for aspekter i teoriene heri. For eksempel kan en krafttilførsel (f.eks. i det minste én av en generator, en fjerntilførsel og et batteri), kjølekomponent, varme-komponent, magnet, elektromagnet, sensor, elektrode, sender, mottaker, trans-ceiver, antenne, kontroller, optisk enhet, elektrisk enhet eller elektromagnetisk enhet være innbefattet til støtte for de forskjellige aspekter omtalt heri og til støtte for andre funksjoner utover denne omtale.

[0045]Angivelsen "bærer" som benyttet heri betyr en anordning, anordningskomponent, kombinasjoner av anordninger, media og/eller del som kan benyttes for å transportere, romme, støtte eller på annen måte legge til rette for bruken av en annen anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, media og/eller del. Andre eksemplifiserende ikke-begrensende bærere innbefatter borestrenger til kveilerørstype, til skjøtet rørtype og enhver kombinasjon eller partier derav. Andre bærereksempler innbefatter foringsrør, vaierledninger, varierledningssonder, glattvariersonder, fallkuler, bunnhullssammenstillinger, borestrenginnsatser, moduler, innvendig hus og substratpartier derav.

[0046]Elementer til utførelsene har blitt innført med enten artikkelen "en" eller "et". Artiklene er ment å bety at det er én eller flere av elementene. Betegnelsene "innbefattende" og "med" er ment å være inklusive slik at det kan være ytterligere elementer i tillegg til de angitte elementer. Konjunksjonen "eller" når benyttet med en liste av i det minste to betegnelser er ment å bety enhver betegnelse eller kombinasjon av betegnelser. Betegnelsene "første" og "andre" er benyttet for å atskille elementer og er ikke benyttet for å angi en spesiell rekkefølge. Betegnelsen "koble" angår kobling av en første komponent til en andre komponent enten direkte eller indirekte gjennom en mellomliggende komponent.

[0047]Det vil forstås at forskjellige komponenter eller teknologier kan sørge for viss nødvendig eller fordelaktig funksjonalitet eller egenskaper. Følgelig er disse funksjoner og egenskaper som kan være nødvendig til støtte for de vedføyde krav og varianter derav, ansett som å være iboende innbefattet som del av teoriene heri og en del av den omtalte oppfinnelse.

[0048]Idet oppfinnelsen har blitt beskrevet med referanse til eksemplifiserende utførelser, skal det forstås at forskjellige forandringer kan gjøres og ekvivalenter kan erstattes for elementer derav uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen. I tillegg vil mange modifikasjoner forstås for å tilpasse et spesielt instrument, situasjon eller materiale til teoriene i oppfinnelsen uten å avvike fra det vesentlige omfang derav. Derfor er intensjonen at oppfinnelsen ikke er begrenset til den spesielle omtalte utførelse som den beste utførelsesform overveid for å utføre denne oppfinnelsen, men at oppfinnelsen vil innbefatte alle utførelser som faller innen omfanget av de vedføyde kravene.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for å beregne en geometri til et borehull som penetrerer jorden, karakterisert vedat fremgangsmåte omfatter: å utføre et flertall av borehull-kalibermålinger med N signalomformere ved et flertall av tidspunkter, hvori for hvert tidspunkt omfatter et målesett målinger gjort av N signalomformerne ved dette tidspunkt; å dele et tverrsnitt av borehullet i S sektorer, tverrsnittene er i et X-Y plan som er perpendikulær eller under-perpendikulær til en Z-akse som er en langsgående akse til borehullet; å oppnå en beregning av borehullsgeometrien ved å forbinde i tilstøtende sektorer et representativt radiuspunkt som representerer en radius representativ for målinger i hver sektor; å forskyve hvert målesett i henhold til en forskyvningsvektor relatert til en forskyvning av hvert målesett fra den beregnede geometri hvis forskyvnings-vektoren overskrider et valgt kriterium; iterering av oppnåelsen av en beregning av borehullsgeometrien og forskyvning av hvert målesett basert på den siste forskyvningsvektor; og å tilveiebringe en seneste beregning som geometrien til borehullet når alle forskyvningsvektorene ikke lenger overskrider utvelgelseskriteriet for forskyvningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat N signalomformerne er anbrakt på en perimeter av en bunnhullssammenstilling eller brønnsensorovergang konfigurert for å transporteres ut gjennom borehullet, et senter C av perimeteren er et referanse-punkt hvorfra borehull-kalibermålingene er tilsiktet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert vedat bunnhullssammenstillingen har et sirkulært tverrsnitt X-Y planet og perimeteren er en omkrets av bunnhullssammenstillingen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert vedat en radius r for hver måling er beregnet ved å tilføye en distanse fra senteret C og en avstand målt av én av N signalomformerne som utfører målingen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert vedat å oppnå en første beregning av borehullsgeometrien omfatter å skape et histogram for hver sektor, histogrammet omfatter et antall av målte punkter i forhold til et område av radier som de målte punkter faller inn i.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert vedat den første representative radius for hver sektor omfatter en radius i et område av radier med en høyeste tetthet av målepunkter.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert vedat forskyvningen omfatter: å skape et N-sidet polygon for hvert målesett hvori hvert topp-punkt representerer en måling; å skape en rett linje fra senteret C gjennom hvert topp-punkt hvori linjen krysser den første beregning av borehullgeometrien; å bestemme en forskyvningsvektor di for hvert topp-punkt, forskyvnings-vektoren omfatter en distanse og retning langs den rette linje til krysningen av den første beregning av borehullsgeometrien; oppsummering av forskyvningsvektoren di for hvert polygon for å oppnå en N vektorsum D hvor D = ^ d,. t=i

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert vedat forskyvningen videre omfatter å flytte hvert polygon som overskrider utvelgelseskriteriet en distanse 5 hvor D/(N-1) i retningen av D.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert vedat den videre omfatter å beregne senteret C til BHA-en ved tidspunktet som det tilhørende målesett var utført ved å summere alle ^i terasjon bevegelsesvektorer & for alle iterasjoner Niterasjon hvor ^5 = og flytting fra i=l senterpunktet C i henhold til 5.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert vedat den videre omfatter å beregne banen til senteret C av BHA-en ved å forbinde ender av hver suksessive bevegelsesvektor 5i svarende til en sekvens av måletider for det tilhørende polygon.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter å bestemme en gjennom-snittlig forskyvning av de første forskyvningsvektorer og innstilling av utvelgelses-kriteriet til den gjennomsnittlige forskyvning.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat N sensorene omfatter et første sett av sensorer atskilt en distanse L fra et andre sett av sensorer langs en langsgående akse av borehullet og fremgangsmåten omfatter videre å beregne en penetrasjonshastighet (ROP) til de første og andre sett av sensorer inn i borehullet ved å dividere L ved en tid T som det tar for det andre sett av sensorer å måle en samme borehullsgeometri som det første sett av sensorer hvor ROP = L/T.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat en sensor i flertallet av sensorer ikke er opererbar.

14. Apparat for å beregne en geometri til et borehull som penetrer jorden,karakterisert vedat apparatet omfatter: en bærer konfigurert for å transporteres gjennom borehullet; et flertall av sensorer anbrakt ved bæreren og konfigurert for å utføre borehull-kalibermålinger ved et flertall av tidspunkter, hvori for hvert tidspunkt i flertallet av tidspunkter omfatter et målesett målinger gjort av N signalomformerne ved dette tidspunkt; og en prosessor konfigurert for å implementere en fremgangsmåte som omfatter: å motta et målesett for hver tid i flertallet av tider; å dividere et tverrsnitt av borehullet i S sektorer, tverrsnittet er i et X-Y plan som er perpendikulær eller under-perpendikulær til en Z-akse som er en langsgående akse til borehullet; å oppnå en beregning av borehullsgeometrien ved å forbinde i tilstøtende sektorer et representativt radiuspunkt som representerer en radius representativ for målinger i hver sektor; å forskyve hvert målesett i henhold til en forskyvningsvektor relatert til en forskyvning av hvert målesett fra den beregnede geometri hvis forskyvnings-vektoren overskrider et valgt kriterium; iterering av det oppnådde av en beregning av borehullsgeometrien og forskyvning av hvert målesett basert på en siste forskyvningsvektor; og å tilveiebringe en siste oppnådd beregning som geometrien til borehullet når alle forskyvningsvektorene ikke lenger overskrider utvelgelseskriteriet for forskyvningen.

15. Apparat ifølge krav 14, karakterisert vedat bærer omfatter en bunnhullssammenstilling (BHA).

16. Apparat ifølge krav 15, karakterisert vedat flertallet av sensorer er jevnt fordelt omkring en omkrets av BHA-en.

17. Apparat ifølge krav 15, karakterisert vedat flertallet av signalomformere er ujevnt fordelt omkring en omkrets av BHA-en.

18. Apparat ifølge krav 12, karakterisert vedat flertallet av sensorer omfatter et første sett av sensorer atskilt en distanse L fra et andre sett av sensorer langs en langsgående akse av borehullet.

19. Apparat ifølge krav 6, karakterisert vedat flertallet av sensorer omfatter akustiske signalomformere.

20. Ikke-transitorisk datamaskin-lesbart medium som omfatter datamaskin-utførbare instruksjoner for å beregne en geometri av et borehull som penetrerer jorden ved å implementere en fremgangsmåte omfattende: å motta et flertall av borehull-kalibermålinger utført med et flertall av sensorer ved et flertall av tidspunkter, hvori for hvert tidspunkt i flertallet av tidspunkter omfatter et målesett målinger gjort av flertallet av sensorer ved dette tidspunkt; å dividere et tverrsnitt av borehullet i S sektorer, tverrsnittet er i et X-Y plan som er perpendikulær eller under-perpendikulær til en Z-akse som er en langsgående akse til borehullet; å oppnå en beregning av borehullsgeometrien ved å forbinde i tilstøtende sektorer et representativt radiuspunkt som representerer en radius representativ for målinger i hver sektor; å forskyve hvert målesett i henhold til en forskyvningsvektor relatert til en forskyvning av hvert målesett fra den beregnede geometri hvis forskyvnings-vektoren overskrider et valgt kriterium; iterering av det oppnådde av et estimat av borehullsgeometrien og forskyvning av hvert målesett basert på en siste forskyvningsvektor; og å tilveiebringe en siste oppnådde beregning som geometrien til borehullet når alle forskyvningsvektorene ikke lenger overskrider utvelgelseskriteriet for forskyvningen.