NO310375B1 - Fremgangsmåte og system for oppmåling av et borehull - Google Patents
Fremgangsmåte og system for oppmåling av et borehull Download PDFInfo
- Publication number
- NO310375B1 NO310375B1 NO19981139A NO981139A NO310375B1 NO 310375 B1 NO310375 B1 NO 310375B1 NO 19981139 A NO19981139 A NO 19981139A NO 981139 A NO981139 A NO 981139A NO 310375 B1 NO310375 B1 NO 310375B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- borehole
- time
- data
- geomagnetic field
- magnetic field
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 230000005358 geomagnetic field Effects 0.000 claims description 66
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 53
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 37
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 23
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 6
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000005433 ionosphere Substances 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/02—Determining slope or direction
- E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
Landscapes
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
Oppfinnelsen angår kartlegging eller oppmåling av borehull på boreplasser.
Det er velkjent å oppmåle borehull som ikke er kledd med en stålforing ved å foreta målinger på en rekke steder nede i borehullet, idet det utnyttes et oppmålingsinstrument som omfatter to eller tre innbyrdes ortogonale fluksporter og to eller tre innbyrdes ortogonale akselerometre som er anbrakt i et ikke-magnetisk vektrør slik at det bestemmes en rekke parametere, så som hellingsvinkelen og asimutvinkelen, som indikerer orienteringen på en rekke steder langs borehullet.
Britisk patentskrift nr. 1 578 053 beskriver en oppmålingsmetode ved hvilken en korrigert asimutvinkelmåling, som er korrigert for å kompensere for virkningene av forstyrrende magnetfelter som er knyttet til magnetiserte avsnitt av borestrengen både over og under oppmålingsinstrumentet, oppnås som funksjon av de horisontale og vertikale komponenter av jordens magnetfelt, slik de er konstatert ut fra f.eks. oppslagstabeller, magnetfeltet nede i borehullet slik det måles av instrumentet, og målte verdier av hellingsvinkelen og asimutvinkelen i forhold til den tilsynelatende Nord-retning på stedet for instrumentet. De britiske patentskrifter 2 158 587 og 2 185 580 beskriver andre, beslektede oppmålingsmetoder.
Alle disse oppmålingsmetoder er basert på måling av orienteringen av borehullet i forhold til det geomagnetiske felt, slik at borehullsorienteringen deretter kan refereres til det geografiske koordinatsystem ut fra kjennskap til orienteringen av det geomagnetiske felt i forhold til sann Nord og horisontalplanet. Kalibrering av oppmålingsinstrumentet er også avhengig av kjennskap til intensiteten eller styrken av det geomagnetiske felt. Geomagnetiske feltdata som indikerer retningen og styrken av det geomagnetiske felt, oppnås vanligvis ut fra oppslagstabeller som tilveiebringer slike parametere for det lokale område basert på en matematisk modell av det globale, geomagnetiske felt. Slike oppmålingsmetoder ignorerer imidlertid virkningene av korttidsvariasjoner i det geomagnetiske felt forårsaket av elektriske strømmer i ionosfæren. Virkningen av slike korttidsvariasjoner er å tilveiebringe betydelige feil i måledataene, hvilke i sterk grad begrenser nøyaktigheten av oppmålingsresultatene.
Videre er det kjent å oppnå lokale geomagnetiske feltdata ved direkte måling i nærheten av boreplassen. Dersom tilstrekkelige målinger av det lokale geomagnetiske felt tas, kan feil på grunn av korttidsvariasjoner i det geomagnetiske felt teoretisk elimineres. I praksis er det imidlertid ikke gjennomførlig å måle det geomagnetiske felt og dets variasjon på boreplassen, på grunn av den magnetiske forstyrrelse som frembringes av boreutrustningen.
Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og et system for borehullsoppmåling som overvinner problemene ved de ovenfor omtalte, tidligere kjente metoder.
Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte for oppmåling av et borehull på en boreplass, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at den omfatter de trinn
(a) å oppnå lokale, geomagnetiske feltdata ved punktmåling av jordens magnetfelt på en lokal måleplass som ligger tilstrekkelig nær boreplassen til at måledataene indikerer jordens magnetfelt på boreplassen, men som ligger tilstrekkelig fjernt fra boreplassen til at måledataene er upåvirket av magnetisk forstyrrelse fra boreplassen og andre tekniske installasjoner, (b) å oppnå tidsvarierende, geomagnetiske feltdata ved å kombinere de lokale, geomagnetiske feltdata med data som indikerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid oppnådd ved overvåking av variasjon av jordens magnetfelt med hensyn til tid på en fjerntliggende overvåkingsplass (som vanligvis vil ligge på en vesentlig større avstand fra boreplassen enn den lokale måleplass), (c) å oppnå magnetfeltdata nede i borehullet ved overvåking ved hjelp av et oppmålingsinstrument av magnetfeltet i nærheten av borehullet på en rekke steder langs borehullet, og (d) å bestemme borehullets orientering ut fra de nevnte magnetfeltdata nede i borehullet og de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata.
Ifølge oppfinnelsen er det også tilveiebrakt et system for oppmåling av et borehull på en boreplass, hvilket system er kjennetegnet ved de karakteriserende trekk ifølge krav 9.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som kan omtales som Interpolert I-Felt-Referanse (IIFR = Interpolated In-Field Referencing), er basert på punktmåling av verdiene av det geomagnetiske felt, så som f.eks. intensiteten og retningen av det geomagnetiske felt, på en lokal måleplass nær boreplassen (f.eks. innenfor noen få titalls kilometer) som er i hovedsaken uten magnetfelter som er skapt av mennesker. Punktmålingen kombineres med i hovedsaken kontinuerlige data fra én eller flere fjerntliggende overvåkingsplasser som registrerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid, hvilket indikerer den relative variasjon av feltintensiteten og feltret-ningen, for å gi en indikasjon på den absolutte feltintensitet og feltretning på boreplassen ved hvilket som helst tidspunkt.
En slik oppmålingsmetode tar i betraktning korttidsvariasjoner i det geomagnetiske felt forårsaket av elektriske strømmer i ionosfæren, og tilveiebringer således oppmålingsresultater med vesentlig større nøyaktighet enn hva som tidligere har vært mulig.
For at oppfinnelsen skal forstås mer fullstendig, skal en foretrukket ut-førelse av oppfinnelsen nå beskrives som eksempel under henvisning til tegningen, der
fig. 1 er et diagram som illustrerer de relative beliggenheter av boreplassen og de tilknyttede måleplasser, og
fig. 2 er en grafisk fremstilling som viser variasjon av en geomagnetisk parameter som funksjon av tid på boreplassen.
Før oppmålingsmetoden ifølge oppfinnelsen, såkalt Interpolert I-Felt-Referanse (IIFR), beskrives nærmere, skal det gis en kort forklaring av det teoretiske grunnlag for denne metode.
Det geomagnetiske felt i hvilket som helst punkt i rom og tid kan representeres fullstendig ved hjelp av tre komponenter i et geografisk, kartesisk koordinatsystem:
X - den geografiske (sanne) Nord-komponent
Y - den geografiske Øst-komponent
Z - den vertikale komponent (regnet positiv nedover).
Fire andre størrelser som ofte benyttes ved beskrivelse av det geomagnetiske felt, er definert ved følgende relasjoner: D = tan"'(Y/X) - deklinasjonen (eller den magnetiske variasjon), H = (X<2>+Y<2>)0 5 - den horisontale intensitet,
I = tan"'(Z/H) - - inklinasjonen (eller hellingen), og
F (X2+Y2+Z2)0,5 - den totale intensitet.
Deklinasjonen er vinkelen mellom sann Nord og den horisontale projeksjon av den geomagnetiske feltvektor. Inklinasjonen er vinkelen mellom den geomagnetiske feltvektor og dens horisontale projeksjon. De sju størrelser som er definert ovenfor, omtales som "geomagnetiske elementer". I den etterfølgende beskrivelse vil symbolet E bli benyttet for å betegne hvilket som helst av disse elementer.
Dersom et geomagnetisk element E måles kontinuerlig, observeres det at det varierer med en kvasiregulær daglig variasjon. Iblant er det på en slik variasjon overlagret uregelmessige variasjoner med tidsskalaer på minutter til timer som kan ha mye større amplitude enn den regulære variasjon. Under en geomagnetisk forstyrret periode kan uregelmessige variasjoner vedvare i flere dager. Den kvasiregulære variasjon forårsakes av tidevannsvirkninger og døgnoppvarmingsvirkninger i ionosfæren, mens de uregelmessige variasjoner forårsakes av vekselvirkningen mellom jordens magnetosfære og solvinden.
Det finnes to klasser av måling av det geomagnetiske felt, nemlig:
1) Absolutt måling - dette er en punktmåling av et element av det geomagnetiske felt som utføres på en slik måte at instrumentfeil og innrettingsfeil tas i betraktning, og er i denne betydning en nøyaktig måling (innenfor det nøyaktighetsnivå som tillates av den spesielle målemetode). Selv om en slik absolutt måling normalt ville innebære oppnåelse av en høy, men ikke nødvendigvis veldefinert, nøyaktighetsstandard, må man være klar over at en slik absolutt måling kan utføres av en automatisk enhet, hvilket er særlig hensiktsmessig når målingen skal utføres til havs, i hvilket tilfelle en veldefinert målenøyaktighet ville bli oppnådd, selv om en slik målenøyaktighet ikke ville være av den standard som forventes på et magnetisk observatorium. I den grad det tas hensyn til instrument- og innrettingsfeil, kan målingene eliminere eller korrigere for slike feil, eller kan ganske enkelt omfatte en tilskrevet usikkerhetsberegning som tar hensyn til slike feil. 2) Variometermåling - slike målinger utføres av instrumenter (variometre) som måler nøyaktig endringene i et geomagnetisk element over korttidsskalaer. De kan være utsatt for langtidsavdrift da egenskapene eller innrettingen av variometeret endrer seg med tiden. Variometre kan levere kontinuerlige (i betydningen regelmessig samplede) registreringer av geomagnetiske feltendringer.
Det er en kjent praksis på et normalt, permanent, magnetisk observatorium å kombinere variometerutgangssignalet ved tidspunktet for en absolutt måling med den absolutte måleverdi for å muliggjøre bestemmelse av en basislinje for variometeret. Deretter muliggjør kombinasjon av basislinjen med variometerutgangssignalet at en kontinuerlig, absolutt målingsregistrering kan opprettholdes. Slik som ovenfor angitt, kan variometeret drive med tiden, og basislinjen bør derfor bestemmes på en ukentlig eller månedlig basis for å justere for denne avdrift og opprettholde nøyaktighet av den absolutte registrering.
Teknikken med IIFR er blitt utviklet for å oppnå ekvivalenten til kombinasjonen av absolutte målinger og variometermålinger på en boreplass, uten å måtte operere et variometer på plassen, og slik at bare et minimum på én serie av absolutte målinger må tas på et nærliggende sted. Dette kan være nødvendig på grunn av at 1) det er kanskje ikke mulig å utføre en absolutt måling av det geomagnetiske felt på boreplassen som følge av uønskede permanente, menneske-frembrakte magnetfelter, og 2) det er muligens ikke gjennomførlig å montere et variometer på eller nær boreplassen som følge av sannsynligheten for varierende, menneske-frembrakte magnetfelter, eller på grunn av forsyningsmessige vanskeligheter.
Det finnes to betingelser for å drive IIFR på en boreplass:
1) en absolutt måling må foretas på et sted nær boreplassen (vanligvis innenfor noen få titalls kilometer), og 2) variometerregistreringer som er blitt korrigert for basislinjedrift, må være tilgjengelige fra én eller flere fjerntliggende overvåkingsplasser (som kan ligge på en avstand av flere hundre kilometer eller mer). Fig. 1 illustrerer skjematisk et typisk arrangement for IIFR. S er en boreplass på hvilken en nøyaktig beregning av et element E kreves i et spesielt øyeblikk ti, idet beregningen omtales som Es(t|). Det er usannsynlig at en nøyaktig måling av E kan oppnås ved direkte måling på grunn av den forstyrrelse som forårsakes av boreriggens ståloverbygning. Dersom en nøyaktig måling av E er tilgjengelig på en nærliggende referansestasjon R, kan denne overføres til S ved tilføyelse av en korreksjon AERS som er kjent som plassdifferansen. Dette er differansen i verdi av E mellom S og R som oppstår fra to kilder, nemlig variasjonen av hoveddelen av det geomagnetiske felt med breddegrad og lengdegrad, og virkningene av lokal jordskorpemagnetisering. AERS er vanligvis konstant over tid og kan beregnes ut fra en modell av det geomagnetiske hovedfelt, så som the British Geological Survey Global Geomagnetic Model (BGGM), og ut fra lokale oppmålinger av jordskorpemagnetisering dersom de er tilgjengelige. Det er ønskelig at R ligger så nær S som mulig (men utenfor området for magnetisk forstyrrelse fra menneske-frembrakte kilder). Man har da
Problemet er da å spesifisere ER nøyaktig ved t\. En metode (omtalt nedenfor) benyttes for å beregne variasjoner i ER som funksjon av tiden, angitt som ER<var>(t), i forhold til en basislinjeverdi ERbl. (Beregningen ER<var>(t) kan betraktes som om den er ekvivalent med utgangssignalet fra et hypotetisk variometer som er plassert ved R.) Fig. 2 illustrerer prinsippet for bestemmelse og benyttelse av basislinjeverdien. En absolutt måling av ER som omtales som ER(to), gjøres ved ett eller annet tidspunkt.
Basislinjeverdien er gitt ved
Basislinjeverdien kan betraktes som en forskyvning (offset) av variasjonsmålingene. Den bør være nesten konstant i tid, men kan drive langsomt dersom de instrumenter som måler variasjonene, er utsatt for drift. Vanligvis vil den være forskjellig fra ER(to) på grunn av at metoden for bestemmelse av ER<var>(to) normalt ikke vil frembringe en verdi på null i øyeblikket to.
Senere er verdien av ER ved hvilket som helst annet tidspunkt, for eksempel ved ti, gitt ved
I det ideelle tilfelle vil ER<var>(t|) bli målt ved å plassere et variometer ved R for å måle denne. Imidlertid vil dette vanligvis ikke være praktisk gjennomførlig, særlig for offshore-boreplasser. I stedet kan ER<var>(t|) beregnes ut fra en passende transformasjon av variasjonsmålinger som utføres på én eller flere permanente, fjerntliggende overvåkingsplasser (Pl, P2 på fig. 1) og som angis som EPn<var>, hvor indeksen Pn identifi-serer overvåkingsplassen. Variasjonsmålingene fra hver overvåkingsplass må korrigeres for instrumentdrift, da denne drift ellers vil bli overført til beregningen av ER<var>(tt). Dersom mer enn én fjerntliggende overvåkingsplass benyttes, er det å foretrekke at over-våkingsplassene spenner over boreplassen S i lengdegrad og breddegrad. Den generelle form på transformasjonen for N overvåkingsplasser kan angis som:
Det første ledd på høyre side skal ta hensyn til den regulære daglige variasjon som opptrer med en grunnperiode på 24 timer og er avhengig av lokal tid, A(EPn<var>) representerer et lavpassfilter, og ø(Å,Pn-Å,R) representerer en funksjon (som i virkeligheten kan være innlemmet i A) som innfører en faseforskyvning som funksjon av lengde ( X)-differansen mellom Pn og R. Det andre summasjonsledd på høyre side, i hvilket n(EPn<var>) representerer et høypassfilter, transformerer de uregelmessige variasjoner som måles på de fjerntliggende plasser og som typisk opptrer på tidsskalaer på noen få timer eller mindre. I hvert summasjonsledd representerer w og u vektfunksjoner for kombinasjon av de filtrerte variasjoner fra de N permanente overvåkingsplasser. De nøyaktige former på A og n, og valget av vektene w og u, avhenger av det område av jorden i hvilket målingene tas, og av geometrien av stasjonene, og er således ikke ytterligere spesifisert her.
En metode for oppmåling av et borehull på boreplassen S i overensstemmelse med oppfinnelsen skal nå beskrives, idet man utnytter de tidsvarierende IIFR-geomagnetiske feltdata Es som oppnås ved overføring av de absolutte, lokale, geomagnetiske feltdata ER kombinert med data ER<var> som indikerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid oppnådd ved matematisk transformasjon av måledata fra én eller flere permanente, fjerntliggende overvåkingsplasser, så som ett eller flere magnetiske observatorier. Vanligvis vil de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata som leveres av overvåkingsplasser, være i fonn av geomagnetiske feltverdier av total intensitet F, inklinasjon I og deklinasjon D tatt med regelmessige tidsmellomrom på f.eks. noen få sekunder. På denne måte kan IIFR-geomagnetiske feltdata, så som den totale intensitet F, inklinasjonen I og deklinasjonen D, ved tidspunktet for oppmålingen beregnes for beliggenheten av boreplassen, slik som forklart ovenfor.
De nødvendige borehullsoppmålingsdata oppnås på den vanlige måte ved hjelp av et oppmålingsinstrument som rommes i et ikke-magnetisk vektrør i en borestreng og som omfatter tre akselerometre som er anordnet for å avføle tyngdekraftkomponenter Gx, Gy, Gz i tre innbyrdes ortogonale retninger, av hvilke den ene (z-aksen) er sammenfallende med borestrengens lengdeakse, og tre fluksporter som er anordnet for å måle magnetfeltkomponentene Bx, By, Bz i de samme tre innbyrdes ortogonale retninger. Etter hvert som borestrengen nedsenkes i borehullet, tilføres opp-målingsverdiene Gx, Gy, Gz, Bx, By, Bz i form av proporsjonale spenninger til analog/digital-omformingskretser, sammen med tidsverdier Ts som indikerer de tidspunkter med regelmessig atskilte mellomrom ved hvilke settene av oppmålingsmålinger tas.
Utgangssignalene fra analog/digital-omformingskretsen tilføres til en digital beregningsenhet for å gi oppmålingsverdier, så som verdier av asimutvinkelen <*>F og borehull-inklinasjonsvinkelen G på suksessive oppmålingsstasjoner. Selv om denne beregningsoperasjon kan utføres inne i oppmålingsinstrumentet, er det vanligvis mer bekvemt å lagre utgangssignalene fra analog/digital-omformingskretsen i en lagerseksjon, og å tilveiebringe beregningsenheten i form av en separat apparatdel til hvilken oppmålingsinstrumentet tilkoples etter uttrekking fra borehullet, for utførelse av beregningsoperasjonen.
Deklinasjonen, som er vinkeldifferansen mellom magnetisk nord og Sann Nord, målt ved hjelp av IIFR, kan benyttes i stedet for de verdier som normalt oppnås fra en geomagnetisk hovedfeltmodell eller fra geomagnetiske kurver for å kompensere for endringer i deklinasjonen av det magnetiske felt ved omforming fra den magnetiske asimutvinkel til den sanne asimutvinkel. Modell- eller kurveavledede data er kjent å inneholde store, uforutsigbare mulige feil, og innsetting av de IIFR-geomagnetiske feltdata resulterer i en vesentlig reduksjon i feil og i kraftig forbedret oppmålingsnøy-aktighetsoppførsel på grunn av reduksjonen i usikkerheten av deklinasjonsverdien.
For dette formål utføres følgende rekke av beregninger i den digitale beregningsenhet, idet verdien av deklinasjonen D av de IIFR-geomagnetiske feltdata ved tidspunktet for oppmålingen som er oppnådd på den ovenfor beskrevne måte, utnyttes til å beregne den sanne asimutvinkel ut fra den magnetiske asimutvinkel 4^1:
Slik det er velkjent, modifiseres magnetfeltet nede i borehullet på stedet for oppmålingen på grunn av virkningen av de magnetiserte partier av borestrengen både over og under det ikke-magnetiske vektrør i hvilket oppmålingsinstrumentet er anbrakt, og dette har den virkning at det innføres en feilvektorkomponent i borestrengens retning, dvs. langs z-aksen. Det er kjent metoder for korreksjon av magnetisk borestrengforstyrrelse som er i stand til å forbedre nøyaktigheten av slike oppmålinger. Nøyaktighetsoppførselen til slike korreksjonsmetoder er imidlertid meget følsom overfor feil i verdier av geomagnetiske inngangsparametere som kreves ved slike metoder. Verdier som oppnås fra modeller av det geomagnetiske felt er kjent å inneholde store mulige feil, og dette kan gi anledning til betydelig usikkerhet i flere av de magnetiske parametere som oppnås ved hjelp av slike korreksjonsmetoder, noe som kan påvirke kvaliteten av oppmålingen vesentlig.
For å eliminere virkningen av sådan magnetisk forstyrrelse, kan en rekke beregninger utføres uten å benytte den målte Bz-verdi for å oppnå den korrigerte asimutvinkel. Disse beregninger gjør bruk av de IIFR-geomagnetiske feltdataverdier av den horisontale intensitet H og den vertikale komponent Z ved tidspunktet for oppmålingen, idet disse verdier oppnås ved beregning ut fra verdiene av den totale intensitet F og inklinasjonen I som oppnås ved å kombinere de absolutte, lokale magnetfeltdata med data som indikerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid. Den korrigerte asimutvinkel beregnes ved benyttelse av en iterasjonssløyfe som starter med en innledende verdi av asimutvinkelen Idet man starter med denne verdi, beregnes suksessive verdier av Bz0 og ved benyttelse av de gitte uttrykk.
Bx - Bx.cosd) - By.sinO
By - Bx.sinO + By.cosO
Beregningen gjentas inntil verdien av T har konvergert, dvs.
Verdien av asimutvinkelen som er oppnådd på denne måte, korrigert for virkningen av aksial borestrengmagnetisering, kan tilveiebringes som en andre løsning (Aza) i oppmålingsresultatene i tillegg til den første løsning (AZ) som tilveiebringes ved hjelp av den først beskrevne metode. En slik metode reduserer i vesentlig grad feil i verdiene av de viktigste magnetiske parametere, og forøker således ytelsen av forstyrrelseskorreksjonsrutinene og forbedrer oppmålingskvaliteten.
Anvendelsen av IIFR på magnetiske oppmålingsdata muliggjør betydelige reduksjoner i visse feilverdier for ytelsesmodeller for magnetiske oppmålingsinstru-menter, så som retningsreferansefeil og borestrengforstyrrelse som angitt ovenfor. Dette resulterer i en reduksjon i beregnet borehull-posisjonsusikkerhet, og i mange tilfeller fjerner dette nødvendigheten av å utføre ytterligere kostbare oppmålingskjøringer med gyroskopiske anordninger eller andre mer nøyaktige oppmålingssystemer. Dette resulterer i en reduksjon av boreomkostninger, og en økning i boreeffektivitet og sikkerhet.
Videre muliggjør IIFR-teknikken at magnetiske parametere som er målt nede i borehullet, kan sammenliknes med nøyaktige magnetiske målinger som er utført i nærheten av boreplassen og innenfor den samme tidsreferanseramme. Fraværet av betydelige forskjeller mellom de i borehullet målte, magnetiske parametere og IIFR-målingene kan være tilstrekkelig til å validere eller godkjenne oppmålingsdataene uten å ty til ytterligere, mer nøyaktige oppmålingssystemer. Omvendt er betydelige forskjeller mellom disse verdier et tegn på enten ytre virkninger eller på feil i oppmålingsverktøy-måleanordningene som er tilstrekkelige til å underkjenne oppmålingsdataene.
Videre kan de IIFR-geomagnetiske feltdata benyttes til å begrense ret-ningsfeil i sann tid ved å gjøre boreoperatøren oppmerksom på eksistensen av betydelige forstyrrelser i det geomagnetiske felt. Dette kan gjøres ved å sette grenser for hvor mye det geomagnetiske felt kan endre seg før alle oppmålingspunkter trenger å beregnes på nytt.
Claims (9)
1. Fremgangsmåte for oppmåling av et borehull på en boreplass, KARAKTERISERT VED at den omfatter de trinn (a) å oppnå lokale, geomagnetiske feltdata ved punktmåling av jordens magnetfelt på en lokal måleplass som ligger tilstrekkelig nær boreplassen til at måledataene indikerer jordens magnetfelt på boreplassen, men som ligger tilstrekkelig fjernt fra boreplassen til at måledataene er upåvirket av magnetisk forstyrrelse fra boreplassen og andre tekniske installasjoner, (b) å oppnå tidsvarierende, geomagnetiske feltdata ved å kombinere de lokale, geomagnetiske feltdata med data som indikerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid oppnådd ved overvåking av variasjon av jordens magnetfelt med hensyn til tid på en fjerntliggende overvåkingsplass, (c) å oppnå magnetfeltdata nede i borehullet ved overvåking ved hjelp av et oppmålingsinstrument av magnetfeltet i nærheten av borehullet på en rekke steder langs borehullet, og (d) å bestemme borehullets orientering ut fra de nevnte magnetfeltdata nede i borehullet og de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata oppnås ved omforming av de overvåkede data som indikerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid for å ta hensyn til lengdedifferansen mellom den fjerntliggende overvåkingsplass og den lokale måleplass, slik at det oppnås omformede, tidsvarierende data for kombinasjon med de absolutte, lokale geomagnetiske feltdata.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at de omformede, tidsvarierende data ER<var>(ti) ved tidspunktet ti oppnås ut fra dataene EPn<var> fra N fjerntliggende overvåkingsplasser ved benyttelse av det generelle uttrykk:
hvor det første ledd på høyre side skal ta hensyn til den regelmessige, daglige variasjon som opptrer med en grunnperiode på 24 timer og er avhengig av lokal tid, A(EPn<var>) representerer et lavpassfilter, 0(^Pn-A.R) representerer en funksjon (som i virkeligheten kan være innlemmet i A) som innfører en faseforskyvning som funksjon av lengde ( k)-
forskjellen mellom Pn og R, det andre ledd på høyre side, hvor n(EpnVar) representerer et høypassfilter, skal ta hensyn til de uregelmessige variasjoner som typisk opptrer på tidsskalaer på noen få timer eller mindre, og w og u representerer vektfunksjoner for kombinasjon av de filtrerte variasjoner fra de N fjerntliggende overvåkingsplasser.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, KARAKTERISERT VED at det ved bestemmelse av orienteringen av borehullet ut fra de magnetiske feltdata i borehullet benyttes en geomagnetisk feltverdi som oppnås ved at det til de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata adderes en plassdifferansekorreksjonsverdi som indikerer det faktum at den lokale måleplass er beliggende på en avstand fra boreplassen, og som er i hovedsaken konstant med hensyn til tid.
5. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at trinnet med bestemmelse av borehullets orientering omfatter bestemmelse av borehullets sanne asimutvinkel i forhold til jordens magnetfelt ut fra den magnetiske asimutvinkel som er bestemt ut fra de magnetiske feltdata nede i borehullet, og ut fra en verdi som indikerer deklinasjonen av det geomagnetiske felt som er oppnådd ut fra de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata.
6. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at trinnet med bestemmelse av borehullets orientering omfatter bestemmelse av en innledende verdi for borehullets asimutvinkel i forhold til jordens magnetfelt ut fra mag-netfeltdataene nede i borehullet og en verdi som indikerer den vertikale komponent av det geomagnetiske felt som er oppnådd ut fra de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata, og utførelse av en rekke iterasjoner for å oppnå suksessivt mer nøyaktige verdier for borehullets asimutvinkel.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at hver av iterasj onene omfatter bestemmelse av en verdi for magnetfeltkomponenten nede i borehullet i borehullets retning ved utnyttelse av en tidligere bestemt verdi for asimutvinkelen, og bestemmelse av en ytterligere verdi for asimutvinkelen ved utnyttelse av en tidligere bestemt verdi for magnetfeltkomponenten nede i borehullet i borehullets retning.
8. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at de nevnte data som indikerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid omfatter totalintensitets-, deklinasjons- og inklinasjons verdier av det geomagnetiske felt.
9. System for oppmåling av et borehull på en boreplass, KARAKTERISERT VED at det omfatter (a) et oppmålingsinstrument for overvåking av magnetfeltet i nærheten av et borehull på en rekke steder langs borehullet for å oppnå magnetfeltdata nede i borehullet, (b) en anordning for registrering av lokale, geomagnetiske feltdata som
oppnås ved punktmåling av jordens magnetfelt på en lokal måleplass som ligger tilstrekkelig nær boreplassen til at måledataene indikerer jordens magnetfelt på boreplassen, men som ligger tilstrekkelig fjernt fra boreplassen til at måledataene er upåvirket av magnetisk forstyrrelse fra boreplassen og andre tekniske installasjoner, (c) en anordning for bestemmelse av tidsvarierende, geomagnetiske feltdata ved å kombinere de lokale, geomagnetiske feltdata med data som indikerer variasjon av det geomagnetiske felt med hensyn til tid oppnådd ved overvåking av variasjon av jordens magnetfelt med hensyn til tid på en fjerntliggende overvåkingsplass, og (d) en anordning for bestemmelse av borehullets orientering ut fra mag-netfeltdataene nede i borehullet og de tidsvarierende, geomagnetiske feltdata.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9518990.8A GB9518990D0 (en) | 1995-09-16 | 1995-09-16 | Borehole surveying |
| PCT/GB1996/002236 WO1997010413A1 (en) | 1995-09-16 | 1996-09-10 | Borehole surveying |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO981139D0 NO981139D0 (no) | 1998-03-13 |
| NO981139L NO981139L (no) | 1998-05-15 |
| NO310375B1 true NO310375B1 (no) | 2001-06-25 |
Family
ID=10780842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19981139A NO310375B1 (no) | 1995-09-16 | 1998-03-13 | Fremgangsmåte og system for oppmåling av et borehull |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6021577A (no) |
| EP (1) | EP0850348B1 (no) |
| AU (1) | AU704733B2 (no) |
| CA (1) | CA2229329C (no) |
| GB (2) | GB9518990D0 (no) |
| MY (1) | MY117491A (no) |
| NO (1) | NO310375B1 (no) |
| WO (1) | WO1997010413A1 (no) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9717975D0 (en) * | 1997-08-22 | 1997-10-29 | Halliburton Energy Serv Inc | A method of surveying a bore hole |
| US6179067B1 (en) | 1998-06-12 | 2001-01-30 | Baker Hughes Incorporated | Method for magnetic survey calibration and estimation of uncertainty |
| CA2291545C (en) * | 1999-12-03 | 2003-02-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for use in creating a magnetic declination profile for a borehole |
| CA2338075A1 (en) | 2001-01-19 | 2002-07-19 | University Technologies International Inc. | Continuous measurement-while-drilling surveying |
| US6823602B2 (en) * | 2001-02-23 | 2004-11-30 | University Technologies International Inc. | Continuous measurement-while-drilling surveying |
| US7650269B2 (en) * | 2004-11-15 | 2010-01-19 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for surveying a borehole with a rotating sensor package |
| US8593905B2 (en) * | 2009-03-09 | 2013-11-26 | Ion Geophysical Corporation | Marine seismic surveying in icy or obstructed waters |
| US9389328B2 (en) | 2009-03-09 | 2016-07-12 | Ion Geophysical Corporation | Marine seismic surveying with towed components below water's surface |
| US9354343B2 (en) * | 2009-03-09 | 2016-05-31 | Ion Geophysical Corporation | Declination compensation for seismic survey |
| US9535182B2 (en) | 2009-03-09 | 2017-01-03 | Ion Geophysical Corporation | Marine seismic surveying with towed components below water surface |
| US9297249B2 (en) * | 2011-06-29 | 2016-03-29 | Graham A. McElhinney | Method for improving wellbore survey accuracy and placement |
| US9316758B2 (en) * | 2013-05-29 | 2016-04-19 | Liquid Robotics Oil and Gas LLC | Earth surveying for improved drilling applications |
| RU2644179C2 (ru) * | 2013-07-24 | 2018-02-08 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Способ расчета локального геомагнитного возмущающего поля и его практическое применение |
| US11180984B2 (en) | 2013-08-22 | 2021-11-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling methods and systems with automated waypoint or borehole path updates based on survey data corrections |
| US20150234081A1 (en) * | 2014-02-15 | 2015-08-20 | Magnetic Variation Services LLC | Method of assigning geophysical reference values to a well trajectory |
| CN104062687B (zh) * | 2014-06-12 | 2018-08-10 | 中国航空无线电电子研究所 | 一种空地一体的地磁场联合观测方法及系统 |
| US10456494B2 (en) | 2014-06-27 | 2019-10-29 | Estes Design And Manufacturing, Inc. | Sterilization tray for instruments |
| CA3031043C (en) * | 2016-08-12 | 2020-06-16 | Scientific Drilling International, Inc. | Coherent measurement method for downhole applications |
| CN106907142B (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-17 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种近钻头方位动态测量装置与测量方法 |
| WO2018183326A1 (en) | 2017-03-27 | 2018-10-04 | Conocophillips Company | Ifr1 survey methodology |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1578053A (en) * | 1977-02-25 | 1980-10-29 | Russell Attitude Syst Ltd | Surveying of boreholes |
| US4361192A (en) * | 1980-02-08 | 1982-11-30 | Kerr-Mcgee Corporation | Borehole survey method and apparatus for drilling substantially horizontal boreholes |
| US4761889A (en) * | 1984-05-09 | 1988-08-09 | Teleco Oilfield Services Inc. | Method for the detection and correction of magnetic interference in the surveying of boreholes |
| DK197185A (da) * | 1984-05-09 | 1985-11-10 | Teleco Oilfield Services Inc | Fremgangsmaade til detektering og korrektion af magnetisk interferens ved kontrol af et borehul |
| GB8504949D0 (en) * | 1985-02-26 | 1985-03-27 | Shell Int Research | Determining azimuth of borehole |
| GB8601523D0 (en) * | 1986-01-22 | 1986-02-26 | Sperry Sun Inc | Surveying of boreholes |
| US4956921A (en) * | 1989-02-21 | 1990-09-18 | Anadrill, Inc. | Method to improve directional survey accuracy |
| US5103920A (en) * | 1989-03-01 | 1992-04-14 | Patton Consulting Inc. | Surveying system and method for locating target subterranean bodies |
| GB2251078A (en) * | 1990-12-21 | 1992-06-24 | Teleco Oilfield Services Inc | Method for the correction of magnetic interference in the surveying of boreholes |
| US5155916A (en) * | 1991-03-21 | 1992-10-20 | Scientific Drilling International | Error reduction in compensation of drill string interference for magnetic survey tools |
| EG20489A (en) * | 1993-01-13 | 1999-06-30 | Shell Int Research | Method for determining borehole direction |
| CA2133286C (en) * | 1993-09-30 | 2005-08-09 | Gordon Moake | Apparatus and method for measuring a borehole |
| US5452518A (en) * | 1993-11-19 | 1995-09-26 | Baker Hughes Incorporated | Method of correcting for axial error components in magnetometer readings during wellbore survey operations |
| AR004547A1 (es) * | 1995-11-21 | 1998-12-16 | Shell Int Research | Un metodo de calificacion de una inspeccion de un agujero de perforacion formado en una formacion de suelo |
-
1995
- 1995-09-16 GB GBGB9518990.8A patent/GB9518990D0/en active Pending
-
1996
- 1996-09-10 GB GB9618824A patent/GB2305250B/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-10 EP EP96930245A patent/EP0850348B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-10 CA CA002229329A patent/CA2229329C/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-10 WO PCT/GB1996/002236 patent/WO1997010413A1/en active IP Right Grant
- 1996-09-10 US US09/043,338 patent/US6021577A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-09-10 AU AU69361/96A patent/AU704733B2/en not_active Expired
- 1996-09-11 MY MYPI96003758A patent/MY117491A/en unknown
-
1998
- 1998-03-13 NO NO19981139A patent/NO310375B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2229329A1 (en) | 1997-03-20 |
| GB9618824D0 (en) | 1996-10-23 |
| GB2305250A (en) | 1997-04-02 |
| GB2305250B (en) | 1999-03-31 |
| WO1997010413A1 (en) | 1997-03-20 |
| US6021577A (en) | 2000-02-08 |
| AU704733B2 (en) | 1999-04-29 |
| EP0850348B1 (en) | 1999-07-21 |
| EP0850348A1 (en) | 1998-07-01 |
| GB9518990D0 (en) | 1995-11-15 |
| NO981139D0 (no) | 1998-03-13 |
| AU6936196A (en) | 1997-04-01 |
| MY117491A (en) | 2004-07-31 |
| NO981139L (no) | 1998-05-15 |
| CA2229329C (en) | 2003-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO310375B1 (no) | Fremgangsmåte og system for oppmåling av et borehull | |
| Wolff et al. | Borehole position uncertainty-analysis of measuring methods and derivation of systematic error model | |
| US4399692A (en) | Borehole survey apparatus utilizing accelerometers and probe joint measurements | |
| NO311236B1 (no) | Fremgangsmåte for undersökelse av et brönnhull | |
| US10495775B2 (en) | Method to predict local geomagnetic disturbance field and its practical application | |
| NO320927B1 (no) | Fremgangsmate og anordning for retningsmaling under boring av borehull ved hjelp av et gyroskop dreibart montert i malesammenstilling | |
| NO334584B1 (no) | Apparat til måling av misvisning ved bruk av GPS | |
| US9297249B2 (en) | Method for improving wellbore survey accuracy and placement | |
| US5960370A (en) | Method to determine local variations of the earth's magnetic field and location of the source thereof | |
| NO302312B1 (no) | Fremgangsmåte og apparat til å bestemme orienteringen av et borehull under boring | |
| NO20111206A1 (no) | Multi-stasjonsanalyse av magnetiske undersokelser | |
| AU2005220213B2 (en) | Method and apparatus for mapping the trajectory in the subsurface of a borehole | |
| FR2564135A1 (fr) | Procede de detection et de correction de l'interference magnetique dans le controle des trous de forage | |
| SE508746C2 (sv) | Förfarande för elektromagnetisk sondering av borrhål jämte en sändar- och en mottagaranordning för förfarandets förverkligande | |
| RU2507392C1 (ru) | Способ определения зенитного угла и азимута скважины и гироскопический инклинометр | |
| US5475310A (en) | Installation and process for measuring remanent magnetization of geological formations | |
| US20180252838A1 (en) | Magnetic field gradient sensor calibration | |
| NL9102114A (nl) | Werkwijze voor het corrigeren van magnetische interferentie bij het onderzoeken van boorgaten. | |
| Zijsling et al. | Improved magnetic surveying techniques: field experience | |
| RU2644989C1 (ru) | Способ оценки влияния геомагнитной активности на метрологические характеристики инклинометрического и навигационного оборудования | |
| Bulychenkov | Improving multistation analysis of MWD directional magnetic surveys | |
| Scott et al. | A new generation directional survey system using continuous gyrocompassing techniques | |
| Milovzorov et al. | On Inclinometric Systems Hardware Complexing | |
| RU2206737C1 (ru) | Способ измерения параметров траектории скважины | |
| Edvardsen | Effects of geomagnetic disturbances on offshore magnetic directional wellbore positioning in the Northern Auroral Zone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |