NO310894B1 - Måling av slam-resistivitet i et borehull omfattende en sonde med en bunnelektrode for å sende en ström til og frabunnelektroden i en retning tiln¶rmet parallell med sondenslengdeakse - Google Patents
Måling av slam-resistivitet i et borehull omfattende en sonde med en bunnelektrode for å sende en ström til og frabunnelektroden i en retning tiln¶rmet parallell med sondenslengdeakse Download PDFInfo
- Publication number
- NO310894B1 NO310894B1 NO19954030A NO954030A NO310894B1 NO 310894 B1 NO310894 B1 NO 310894B1 NO 19954030 A NO19954030 A NO 19954030A NO 954030 A NO954030 A NO 954030A NO 310894 B1 NO310894 B1 NO 310894B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- electrode
- current
- measuring
- sludge
- mud
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 title claims description 115
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims description 70
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 55
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 9
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/22—Measuring resistance of fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
- G01V3/20—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat innrettet til å plasseres i et brønnhull for måling av resistiviteten i et ledende slam i brønn-hullet, og mer spesielt til en slik fremgangsmåte og apparat som omfatter en verk-tøystreng innrettet til å plasseres i det slamfylte brønnhull og et elektrodesystem forbundet med verktøystrengen, hvor elektrodesystemet omfatter en første elektrode plassert ved den absolutte bunn av verktøystrengen pluss en annen elektrode, hvor en av elektrodene emitterer en strøm for forplantning gjennom det ledende slam mellom den første elektrode og den andre elektrode, hvor strømmen forplanter seg fra den første elektrode, langs verktøystrengens lengdeakse, til den andre elektroden, og fra den andre elektroden, langs verktøystrengens lengdeakse til den første elektrode.
Induksjons-loggeverktøy har vært beskrevet i tidligere teknikk, for eksempel, US-patent 5,157,605 til Chandler med flere beskriver et slikt induksjonslogge-apparat, hvilken beskrivelse er tatt med som henvisning i denne spesifikasjonen. I tillegg beskriver US-patent nr 5,041,975 til Minerbo med flere et brønnhull-korrek-sjonssystem for bruk i induksjons-loggeapparatet ifølge Chandler-patentet, og be-skrivelsen i Minerbo-patentet er tatt med som referanse i denne spesifikasjonen. Korreksjonssystemet i Minerbo-patentet korrigerer en feil som ligger i et sett av ut-gangssignaler som blir produsert fra brønnloggings-apparater når apparatet plasseres i et brønnhull. Feilen representerer virkningen av brønnhullet på utgangssignalet fra brønnloggeapparatet. For å korrigere effekten av et slamfylt brønnhull på utgangssignalet fra brønnloggeapparatet, er det ofte nødvendig å vite verdien av resistiviteten i slammet i brønnhullet, og verdien av slamresistiviteten må være kjent med god nøyaktighet. Brønnhullet trenger gjennom en formasjon, og formasjonen har sin egen resistivitetsverdi. Meget ofte er det en stor forskjell mellom resistiviteten i slammet i brønnhullet og formasjonens resistivitet. Etter hvert som kontrasten mellom formasjonens resistivitet og slammets resistivitet øker for en spesiell dybde i brønnhullet, kan visse uønskede forstyrrelser sees i utgangssignalet som produseres av brønnloggeapparatet i brønnhullet. Som en følge, korriger-ing av disse forstyrrelser som eksisterer i utgangssignalet fra induksjons-brønnlog-geapparatet, blir nødvendig, spesielt når brønnloggeapparatet logger store brønn-hull.
Dette problem som angår de uønskede forstyrrelser i utgangssignalene, har vært kjent i tidligere teknikk. For å løse problemer, ble det utviklet en spesiell slamresistivitets-sub, kjent som en Auxiliary Measurement Sub (AMS sub). AMS-subben ble plassert på toppen av induksjons-brønnloggeapparatets verktøystreng. Den frembrakte målinger av resistiviteten i slammet i brønnhullet i tillegg til videre målinger omfattende temperaturmålinger og akselerasjonsmålinger for verktøyet. AMS-subben er imidlertid plaget av to problemer: Målenøyaktighet og kostnader.
Med hensyn til problemet med målenøyaktighet, kan måling av resistiviteten i slammet i et slamfylt brønnhull, uten at målingene blir påvirket av resistiviteten i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet eller posisjonen av måleverk-tøyet inne i brønnhullet, være et meget utfordrende problem, spesielt når brønn-hullets diameter varierer i området fra 12 til 60 centimeter. En faktor som kan føre til unøyaktige målinger av slamresistiviteten i et brønnhull er påvirkningen av formasjonens resistivitet på målingen. En resistivitetssonde, hvor 99 % av den volumetriske respons kommer fra inne i brønnhullet, vil det gjøre en 100 % feil under beregningen av slamresistiviteten i brønnhullet når formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet er 100 ganger mer resistiv enn slammet. Som en følge må målesonden ha en ekstremt grunn undersøkelsesdybde i brønnhullet for at målesonden skal være immun mot formasjonens resistivitet. For å redusere den uheldige effekt som formasjonens resistivitet har på nøyaktigheten av målingen av slamresistiviteten tatt med en AMS-sub, omfatter den ytre vegg av AMS-subben en forsenkning, og et sett av elektroder er plassert i forsenkningen. Elektrodene av AMS-subben omfatter strøm-emitterende elektroder, strømmottakende elektroder og måleelektroder. Selv om settet av elektroder blir plassert inne i forsenkningen i den ytre vegg av AMS-subben, har imidlertid nøyaktigheten av slam-resistivi-tetsmålingene tatt med AMS-subben fremdeles uheldig påvirket av forskjellen mellom slammets resistivitet i brønnhullet og resistiviteten i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet.
Med hensyn til kostnadsproblemet, siden AMS-subben blir plassert på toppen av verktøystrengen i brønnhullet, må den frembringe en anordning for elektro-nisk av tilkopling av et kabelhode med den resterende del av verktøystrengen. Som en følge av dette må et kostbart flerlederhode (hvor hvert hode er et 31-pins hode som koster 10000 dollar) plasseres på toppen og bunnen av AMS-subben, og dermed øke totalkostnadene for AMS-subben.
US patent 3 518 530 (Wilson) beskriver bruken av en elektrokjemisk teknikk hvorved polarisasjonskarakteristikkene til et sett elektroder anordnet inne i et borehull benyttes til å bestemme formasjonsegenskapene. US patent 3 115 602 (Sutton) beskriver en skive med flere elektroder i en lavere del av et loggeapparat for måling av slamresistiviteten inne i et borehull. Imidlertid beskriver ingen av disse to patentene (Wilson) og (Sutton) en elektrodekonfigurasjon som tilveiebrin-ger en slamresistivitetsmåling med stor nøyaktighet.
Det er derfor nødvendig med en annen fremgangsmåte og apparat for å ta resistivitetsmålinger av slammet i et brønnhull, spesielt hvor det er en betydelig forskjell mellom resistiviteten i slammet i brønnhullet og resistiviteten i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet.
Det er et primært mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en målemetode og et apparat innrettet til å plasseres ved bunnen av en verktøystreng i et slamfylt brønnhull for å ta målinger av resistiviteten i slammet i brønnhullet uten å la nøyaktigheten av målingene bli påvirket av resistiviteten i en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet.
Et videre mål for oppfinnelsen er å frembringe en målemetode som praktiseres ved en målesonde innrettet til å plasseres i et slamfylt brønnhull for å måle resistiviteten i slammet i brønnhullet uten å la resistiviteten av en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet påvirke nøyaktigheten av målingene, omfattende trinn med å senke et apparat ned i brønnhullet, hvor apparatet omfatter en verk-tøystreng og målesonden forbundet med bunnen av verktøystrengen når apparatet plasseres i brønnhullet, hvor sonden omfatter en bunnelektrode forbundet med bunnen av sonden og en annen elektrode; ledning av en strøm i slammet mellom bunnelektroden og den andre elektroden når apparatet plasseres i brønnhullet, hvor strømmen i slammet forplanter seg i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen til sonden når strømmen fra begynnelsen blir emittert fra eller mottatt i bunnelektroden, og måling av et spenningsfall i et område av slammet som er plassert nedenfor bunnelektroden når apparatet plasseres i brønnhullet og strømmen blir ledet mellom bunnelektroden og den andre elektroden, hvor spenningsfallet i et slikt område blir styrt av strømmen som emitteres fra eller mottas i bunnelektroden og strømmer i dette området.
Det er et videre mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en målemetode som praktiseres ved en målesonde innrettet til å plasseres i et slamfylt brønnhull for å måle resistiviteten i slammet i brønnhullet uten å la resistiviteten i en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet påvirke nøyaktigheten av målingene, omfattende trinn for å sende en strøm fra en strømemitterende elektrode som er plassert ved bunnen av en verktøystreng i brønnhullet, fra begynnelsen i en nedadgående retning inn i slammet i brønnhullet, hvor den første nedadgående retning av den emitterte strøm er tilnærmet parallell med lengdeaksen til målesonden; forplantning av strømmen i slammet til en strømmottaker-elektrode; og måling av et spenningsfall som eksisterer nær den strømemitterende elektrode i slammet.
Det er et videre mål for oppfinnelsen å frembringe en målesonde innrettet til å plasseres i et brønnhull, omfattende et sondelegeme, en bunnelektrode forbundet med bunnen av sondelegemet, en annen elektrode forbundet med sondelegemet, og minst en måleelektrode plassert nær bunnelektroden og innrettet til å måle et spenningsfall som finnes i et område direkte nær og nedenfor bunnelektroden, en strøm innrettet til å flyte mellom bunnelektroden og den andre elektroden når sonden er plassert i brønnhullet, hvor strømmen flyter i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen til sonden når sonden er plassert i brønnhullet, og strømmen fra begynnelsen emitteres fra og mottas i bunnelektroden, og spenningsfallet i området som blir målt av måleelektroden blir styrt av strømmen som emitteres fra eller mottas i bunnelektroden og flyter i dette området.
Et videre mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et loggeapparat innrettet til å plasseres i et slamfylt brønnhull, omfattende et måleapparat innrettet til å plasseres på bunnen av loggeapparatets verktøystreng for å ta målinger av resistiviteten i slammet i brønnhullet uten å la nøyaktigheten av målingene påvirkes av resistiviteten i en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet.
Enda et mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et loggeapparat innrettet til å plasseres i et slamfylt brønnhull, omfattende et måleapparat innrettet til å plasseres på bunnen av loggeapparatets verktøystreng for å ta målinger av resistiviteten i slammet i brønnhullet uten å påvirkes av resistiviteten i en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet, hvor måleapparatet omfatter et sondelegeme, en bunnelektrode forbundet med bunnen av sondelegemet, en annen elektrode forbundet med sondelegemet, og minst en måleelektrode plassert nær bunnelektroden og innrettet til å måle et spenningsfall som finnes i et område dir ekte nær og under bunnelektroden, en strøm innrettet til å flyte mellom bunnelektroden og den andre elektroden når sonden er plassert i brønnhullet, hvor strøm-men flyter i en retning som er tilnærmet parallell med sondens lengdeakse når sonden er plassert i brønnhullet og strømmen fra begynnelsen blir emittert fra eller mottatt i bunnelektroden, hvor spenningsfallet i området som måles av måleelektroden blir styrt av den strømmen som emitteres fra eller mottas i bunnelektroden og flyter i dette området.
Et videre mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et loggeapparat som er innrettet til å plasseres i et slamfylt brønnhull, omfattende et måleapparat innrettet til å plasseres ved bunnen av loggeapparatets verktøystreng for å ta en måling av resistiviteten i slammet i brønnhullet uten å bli påvirket av resistiviteten i en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet, hvor måleapparatet omfatter en bunnelektrode plassert ved bunnen av måleapparatet og ved bunnen av loggeapparatets verktøystreng, hvor bunnelektroden emitterer en strøm som fra begynnelsen flyter i vertikal retning inn i slammet i brønnhullet, eller mottar den strømmen som flyter i vertikal retning inn i bunnelektroden, når loggeapparatet er plassert i brønnhullet.
Enda et mål for den foreliggende oppfinnelse er å frembringe et loggeapparat som er innrettet til å plasseres i et slamfylt brønnhull, omfattende et måleapparat innrettet til å plasseres ved bunnen av loggeapparatets verktøystreng for å ta målinger av resistiviteten i slammet i brønnhullet uten samtidig å bli påvirket av resistiviteten i en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet, hvor måleapparatet omfatter en strømemitterende elektrode som er plassert ved bunnen av måleapparatet og ved bunnen av loggeapparatets verktøystreng, og en strøm-mottak-erelektrode, hvor den strømemitterende elektrode fra begynnelsen emitterer en strøm i nedadgående retning og inn i slammet i brønnhullet, hvor den nedadgående retning er tilnærmet parallell med lengderetningen for verktøystrengen når loggeapparatet og tilhørende måleapparater er plassert i brønnhullet, hvor strøm-men blir mottatt av mottakerelektroden uten å krysse et grensesnitt mellom slammet i brønnhullet og en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet.
I samsvar med disse og andre mål for oppfinnelsen, er et loggeapparat innrettet til å plasseres i et slamfylt brønnhull, og en målesonde er forbundet med bunnen på verktøystrengen for loggeapparatet. Målesonden er innrettet til å måle resistiviteten i slammet i det slamfylte brønnhull. Målesonden omfatter en bunn elektrode som er plassert på bunnen av sonden når loggeapparatet er plassert i brønnhullet, en annen elektrode, og minst en måleelektrode som er plassert nær bunnelektroden for å måle et spenningsfall i et område av slammet som befinner seg direkte nær og nedenfor bunnelektroden i målesonden. Når målesonden er energisert, flyter den strøm i slammet mellom bunnelektroden og den andre elektroden. Når strømmen fra begynnelsen emitteres inn i slammet fra bunnelektroden, og når strømmen mottas fra slammet i bunnelektroden, flyter strømmen i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen til loggeapparatets verktøy-streng. Siden måleelektroden er plassert nær bunnelektroden, måler måleelektroden spenningsfallet i det området av slammet som befinner seg direkte nedenfor bunnelektroden. I tillegg, spenningsfallet som blir målt i et slikt område av måleelektroden blir styrt av strømmen som emitteres fra eller mottas i bunnelektrode og som strømmer i dette området.
Siden strømmen som i begynnelsen emitteres fra og mottas i bunnelektroden i målesonden forplanter seg i slammet i en retning som er tilnærmet parallell
med lengdeaksen for sonden, vil bare en liten mengde av denne strømmen krysse et grensesnitt mellom slammet i brønnhullet og en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet. Som et resultat, blir spenningsfallet som måles av måleelektroden styrt primært av spenningsfallet som eksisterer i området av slammet som befinner seg nær og direkte nedenfor bunnelektroden. Derfor, selv om det er en stor kontrast i resistivitet ved et grensesnitt mellom det ledende slam i brønnhullet og formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet, siden det meste av strømmen som mottas i og emitteres fra bunnelektroden ikke krysser et slikt grensesnitt, vil ikke denne resistivitetskontrast påvirke nøyaktigheten av målingene av slammets resistivitet som tas av målesonden ifølge oppfinnelsen.
I et første aspekt omfatter oppfinnelsen et apparat for måling av resistiviteten til boreslam i et brønnhull der apparatet er tilpasset til å bli forbundet med bunnen av en verktøystreng. Apparatet er kjennetegnet ved trekkene angitt i det selvstendige krav 1. Foretrukne utførelsesformer av apparatet er angitt i de uselvsten-dige kravene 2 og 3. I et andre og tredje aspekt omfatter oppfinnelsen fremgangs-måter for måling av resistivitet til slam i et brønnhull som angitt i de selvstendige kravene 4 og 6. I ytterligere aspekter omfatter videre oppfinnelsen henholdsvis et sondeapparat innrettet til å bli forbundet til en bunn av en verktøystreng i et brønn-hull for å måle en resistivitet i et slam i brønnhullet, et loggeapparat innrettet til å bli anbrakt i et slamfylt brønnhull som inkluderer en verktøystreng og et måleapparat forbundet til en ende av verktøystrengen og innrettet til å måle en resistivitet i slammet, samt et måleapparat innrettet til å bli forbundet til en ende av en verktøy-streng i et slamfylt brønnhull for å måle en resistivitet i slammet. Disse ytterligere aspektene er angitt i henholdsvis de selvstendige kravene 5, 7 og 8.
Ytterligere omfang og anvendelighet av den foreliggende oppfinnelse vil fremgå fra den detaljerte beskrivelse som følger nedenfor. Man må imidlertid for-stå, at den detaljerte beskrivelse og de spesifikke eksempler, mens de representerer en foretrukken utførelse av oppfinnelsen, er gitt bare som illustrasjoner, siden forskjellige endringer og modifikasjoner innenfor oppfinnelsens ånd og omfang vil være åpenbare for fagfolk i teknikken etter å ha lest den følgende detaljerte beskrivelse.
En full forståelse av den foreliggende oppfinnelse kan oppnås fra den detaljerte beskrivelse av den foretrukne utførelse som presenteres nedenfor, og fra de medfølgende tegninger, som er gitt bare som en illustrasjon og ikke ment som en begrensning av den foreliggende oppfinnelse, og hvor: Fig. 1 illustrerer en konstruksjon ifølge tidligere teknikk, AMS-sub som diskutert i bakgrunns-seksjonen for denne spesifikasjonen; Fig. 2 illustrerer et brønnloggeapparat plassert i et brønnhull og en ny målesonde ifølge den foreliggende oppfinnelse forbundet med bunnen av brønnlogge-apparatets verktøystreng; Fig. 3-5 illustrerer en detaljert konstruksjon av en foretrukket utførelse av den nye målesonden på figur 2; Fig. 6-8 illustrerer en detaljert konstruksjon av en annen utførelse av den nye målesonden på figur 2, som er mer egnet for matematisk modellering; og Fig. 9 illustrerer en funksjonell operasjon av den nye målesonden ifølge den foreliggende oppfinnelse som vist på figurene 3 til 5; og Fig. 10 illustrerer de positive resultater oppnådd ved bruk av den nye målesonden ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor figur 10 illustrerer den ekstremt lille feilprosent som er oppnådd når slammets resistivitet blir målt ved den nye målesonde ifølge den foreliggende oppfinnelse, hvor feilprosenten er representert ved det følgende uttrykk (Rm true - Rm)/(Rm_true), hvor uttrykket representerer
en forskjell mellom den sanne resistivitet i slammet (Rm_true) og slammets resistivitet (Rm) målt med den nye målesonden som en funksjon av kontrasten mellom formasjonens resistivitet og slammets resistivitet (Rt/Rm) og hullstørrelsen.
Det henvises først til figur 1, som illustrerer konstruksjonen av den tidligere målesub (AMS sub) diskutert i bakgrunns-seksjonen av denne spesifikasjonen.
På figur 1, var AMS-subben forbundet med toppen av et brønnloggeapparat verktøystreng av den typen som er beskrevet i US-patent 5,157,605 til Chandler med flere. Chandler-patentet beskriver et induksjons-brønnloggeapparat. AMS-subben omfatter et sub-legeme 10 plassert i et brønnhull 12 og definerer et ring-formet rom 14 mellom sublegemet 10 og en vegg 16 av en formasjon som gjennomtrenges av brønnhullet 12. Et flerpinns koplingshode 17 (typisk et 31 pinns hode) er koplet til toppen av legemet 10, og et annet flerpinns kontakthode 19 er koplet til bunnen av legemet 10. Kontakthodene 17 og 19 er innrettet til å lede en strøm til og fra AMS-subben på figur 1, og brukes også til å overføre signaler og elektrisk kraft til verktøy som er plassert nedenfor AMS-subben. Hodene 17 og 19, som må motstå et høyt utvendig trykk fra slammet, er meget kostbar å frem-stille, og koster omkring 10000 dollar hver. Et ledende slam 18 er plassert inne i det ringformede rom 14. Sublegemet 10 omfatter en forsenkning 20 som er innad-rettet i forhold til den utvendige vegg av sublegemet 10. Et sett av elektroder A1, M1, M2 og A2 er plassert inne i forsenkningen 20. Elektroden A1, kalt en strøm-emitterende elektrode, er innrettet til å emittere en strøm inn i det ledende slam 10, hvor strømmen forplanter seg gjennom slammet 18 og blir mottatt av elektroden A2, kalt en strømmottakende elektrode. Elektrodene M1 og M2, kalt måleelektroder, er plassert mellom A1-elektroden og A-elektroden, og måler et spenningsfall som eksisterer i området 23 som er omgitt av et par ekvipotensial-linjer 21, hvor området 23 omfatter det ledende slam 18 i brønnhullet 12 og formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12. Spenningsfallet i området 23 på figur 1 skal representere resistiviteten (Rm) av bare det ledende slam 18 i det ringformede rom 14. Det eksisterer imidlertid et problem: spenningsfallet i området 23 på figur 1 representerer virkelig resistiviteten i både slammet 18 og formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12. For å unngå dette problemet, blir AMS-subben på figur 1 med hensikt fremstilt med forsenkningen 20 slik at elektrodene A1, M1, M2 og A2 kunne plasseres innenfor forsenkningen 20. Grunnen for forsenkningen 20 er som følger. Når elektrodene er plassert på den ytre vegg 10A av sublege met 10, ville strømmen som ble emittert fra den strømemitterende elektrode A1 krysse et grensesnitt (veggen 16) som eksisterer mellom det ledende slam 18 og formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 19, og dermed ha en uheldig virkning på nøyaktigheten av målingen av resistiviteten Rm i det ledende slam 18. Når elektrodene A1, M1, M2 og A2 er plassert i forsenkningen 20, er en meget mindre mengde av strømmen som blir emittert fra elektroden A1 i stand til å krysse grensesnittet 16 mellom slammet 18 og formasjonen. Følgelig ble den del av spenningsfallet i området 23 som var et resultat av strøm i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12 redusert; og som et resultat av dette, ble den uheldige effekt på målingene av resistiviteten (Rm) i slammet 18 i brønnhullet 12 redusert. Imidlertid, som vist på figur 1, var det end el av strømmen 22, kalt "kryss-strøm" 22 fra den emitterende elektrode A1 som fremdeles krysset grensesnittet 18 og strømmet i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet, som et resultat ville spenningsfallet i området 23 på figur 1 som er omgitt av et par ekvipotensial linjer 21 og målt av måleelektroden M1 og M2 fremdeles omfatte både et spenningsfall i det ledende slam 18 og et spenningsfall i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12. Derfor, når man brukes AMS-subben på figur 1, er den uheldige effekt av kryssingsstrømmen 22 på slamresistiviteten Rm fremdeles til stede, og som et resultat er målingen av slamresistiviteten ikke så nøyaktig som ønsket. I tillegg, AMS-subben på figur 1 krever fremdeles to meget kostbare fler-pins koplingshoder 17 og 19. AMS-subben kan derfor bli meget kostbar, idet den koster minst 20.000 dollar, 10.000 dollar for hvert av de to kontakthoder.
Den nye målesonde ifølge den foreliggende oppfinnelse eliminerer imidlertid nesten totalt den ovennevnte uheldige effekt som krysningsstrømmen 22 har på målingen av slammets resistivitet Rm fordi, når den nye målesonde brukes, eksisterer nesten ingen krysningsstrøm. Som et resultat, blir målingen av slamresistiviteten, tatt med den nye målesonde ifølge den foreliggende oppfinnelse, meget nøyaktigere enn målingen av slamresistivitet tatt ved AMS-subben på
figur 1.
Det henvises nå til figur 2, som illustrerer et brønn-loggeapparat omfattende den nye målesonde ifølge den foreliggende oppfinnelse.
På figur 2 er et brønn-loggeapparat 24 plassert i et brønnhull 12. Brønn-loggeapparatet 24 kunne være det induksjons-brønnloggeapparat som er beskrevet i US-patent 5,157,605 til Chandler m.fl., hvilken beskrivelse er tatt med som re feranse i denne spesifikasjonen. En ny målesonde ifølge den foreliggende oppfinnelse er forbundet med bunnen 24a av brønnloggeapparatet 24. Sonden 26 er innrettet til å måle resistiviteten Rm i det ledende slam 18 som befinner seg direkte nedenfor sonden 26 i brønnhullet 12. Målingen av slammets resistivitet som tatt av sonden 26 på figur 2 er meget nøyaktigere enn målingene som tas av AMS-subben på figur 1 fordi sonden 26 omfatter en bunnelektrode Aq forbundet med den absolutte bunn av sonden 26. Når en strøm først emitteres fra og mottas i bunnelektroden Aq, vil denne strømmen forplante seg i slammet 18 i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for brønnloggeapparatet 24. Som et resultat blir det meste av et spesielt spenningsfall som oppstår i et område av det ledende slam 18 som befinner seg direkte under bunnelektroden, et resultat av spenningsfallet i slammet 18 og ikke i den formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12. Derfor, når en nærliggende måleelektrode måler et slikt spesielt spenningsfall, vil nesten hele dette spesielle spenningsfall representere et fal i spenningen som oppstår bare i slammet 18 i brønnhullet og ikke i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet. Som et resultat, når man benytter den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse, er nøyaktigheten av målingen av slamresistiviteten meget forbedret i forhold til målingen av slamresistiviteten målt med den tidligere AMS-sub.
For å redusere kostnadene av en målesonde for slamresistivitet, kan sonden 26 plasseres på bunnen av verktøystrengen som vist på figur 2. Sonden 26 krever ingen kostbar gjennomgående ledningsføring, siden sonden 26 omfatter bare fire ledninger som er nødvendige for å måle slamresistiviteten (Rm).
Induksjons-loggeapparatet ifølge det ovennevnte Chandler-patent omfatter en ringelektrode (kalt en "SP-elektrode") tilkoplet den absolutte bunn av induksjons-loggeapparatets verktøystreng, innrettet for å måle et spontant potensial (SP). En gummihette, kalt en trekknese, er vanligvis montert på bunnen av SP-elektroden for å beskytte SP-elektroden under transport og logging. Det er derfor logisk og økonomisk å konstruere den nye målesonde 26 på figur 2 som en del av en slik gummi trekknese. For mer informasjon om måling av det spontane potensial av en jordformasjon, henvises til ventende patentsøknad serienummer 08/080,428, inngitt 18. juni 1993, med tittelen "A Spontaneous Potential Measurement Apparatus Connected Between Metallic Housing of a Wellbore Apparatus for Measuring the Spontaneous Potential of an Earth Formation", hvilken beskrivelse er tatt inn som referanse i denne spesifikasjonen.
Det henvises nå til figur 3, som illustrerer en første og foretrukken utførelse av den nye målesonde 26 på figur 2 ifølge den foreliggende oppfinnelse.
På figur 3 omfatter den nye målesonde 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse en SP-elektrode (A1) 34 innrettet for å emittere en strøm Iq inn i slammet 18
og for å motta strømmen Iq fra slammet, og en buet skive, eller kjent som en trekknese 30, integrert tilkoplet bunnen av SP-elektroden 34. Tre ytterligere elektroder er montert på den buede skiven 30: en liten skiveformet bunnelektrode (Aq) 32
plassert på den nedre spiss av den buede skiven 30 og innrettet for å emittere strømmen Iq i en nedadgående retning inn i slammet 18 og for å motta strømmen I
q fra slammet, og et par måleelektroder (M1 og M2) 36 plassert mellom bunnelektroden (A0) 32 og SP-elektroden (A.,) 34.
Bunnelektroden (Aq) 32 virker til å emittere en strøm Iq inn i slammet 18, og strømmen Iq i slammet blir mottatt av SP-elektroden 34. Bunnelektroden 32 virker også til å motta strømmen Iq fra slammet 18, og strømmen i slammet kommer fra SP-elektroden 34. Når strømmen I fra først emitteres fra bunnelektroden 32 inn i slammet 18 eller blir mottatt fra slammet 18 inn i bunnelektroden 32, forplanter strømmen seg i retning 24c som er tilnærmet parallell med en lengdeakse 24b for sonden 26.
Måleelektrodene 36, og spesielt måleelektroden M2, vil måle et spesielt spenningsfall som eksisterer i et område 37 (hvor området 37 best kan ses på figur 9) som befinner seg direkte nær og under bunnelektroden 32. Det meste av et slikt spenningsfall er resultatet av et spenningsfall som finnes i slammet 18 i brønnhullet, og ikke i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12. Som et resultat, vil et slikt spesielt spenningsfall, målt ved måleelektrodene 36, produ-sere en måling for slamresistiviteten som er mer nøyaktig enn det som produseres av AMS-subben på figurene 1 og 2.
Resistiviteten i det ledende slam 18 beregnes ved den følgende formel:
Rm er den beregnede resistivitet av det ledende slam 18;
K er sondens kalibreringskonstant;
VM1 er potensialet som er registrert på måleelektroden M1;
VM2 er potensialet som registrert på måleelektroden M2; og
Iq er den totale strøm emittert av Ag-elektroden 32.
For å være praktisk talt ufølsom for resistiviteten i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12, med bunnelektroden AQ 32 på figur 3 forbundet med bunnen av den buede skive 30, og strømmen lQsom fra begynnelsen bli emittert fra bunnelektroden 32 eller som blir mottatt i bunnelektroden 32 forplanter seg i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for sonden 26 på figur 3. Når strømmen lQfra begynnelsen emitteres fra bunnelektroden 32, forplanter strømmen sen i nedadgående retning 24c inn i det ledende slam 18.
Siden strømmen lQsom blir emittert fra eller mottatt i bunnelektroden 32 forplanter seg i en retning 24c som en tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for sonden 26, vil bare en liten del av strømmen lQvirke som en kryss-strøm, så som kryss-strømmen 2 på figur 1. Nesten hele strømmen lQsom blir emittert fra eller mottatt fra bunnelektroden 32, unngår å krysse grensesnittet 16 mellom det ledende slam 18 og formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12. Som diskutert nedenfor, og vist på figur 10, er "maksimum feil" mellom den sanne slamresistivitetsverdi og den som måles av sonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse, omkring 8 % for et 10 centimeters hull og mindre enn 1 % for et 20 centimeters hull over hele Rt/Rm-området på x-aksen. Den tidligere nevnte 1 % feil betyr at det volumetriske bidrag av signalet som kommer fra formasjonen som blir under-søkt er 10000 ganger mindre enn det som kommer fra slammet når formasjonens resistivitet er 100 ganger større enn slammets resistivitet. Det vil si, vurder det følgende:
Slamresistiviteten Rm kan uttrykkes som
Rm er slammets resistivitet som målt med sonden,
Rm_true er den sanne slamresistivitet, og
Jp er det normaliserte volumetriske bidrag av formasjonen til slammets resistivitetsmåling (0<Jp<1).
Målefeilen i prosent er:
Men, siden Rp/Rm_true vanligvis er meget større enn 1, er derfor:
Minustegnet indikerer at virkningen av formasjonens resistivitet er å gjøre at målingen viser høyere enn den skulle.
Hvis kontrasten mellom formasjonens resistivitet og slammets resistivitet Rp/Rm_true = 100, for å begrense feilen i slammets resistivitet (Rm_true -
Rm)/Rm_true til mindre enn 1 % eller 10"^, nå det normaliserte volumetriske bidrag av formasjonen Jp må være slik at Jp er mindre enn 10"<4>, eller 1 del på 10000.
Derfor, på figur 3, siden det meste av strømmen Iq ikke kan virke som en kryss-strøm, kan ikke kontrasten eller forskjellen mellom resistiviteten i formasjonen og resistiviteten i det ledende slam 18 påvirke nøyaktigheten av målingen av slammets resistivitet som tatt med den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse, som vist på figur 3.
Det henvises nå til figurene 4 og 5, som igjen illustrerer målesonden 26 som vist på figur 3.
På figurene 4 og 5, er slamresistivitets målesonden 26 på figur 3, som er festet på brønnloggeapparatet 24 på figur 2, vist igjen, og omfatter A0-elektroden 32, måleelektrodene (M2 og M1) 36 og A1-elektroden 34 adskilt med isolerende materiale.
Det henvises nå til figurene 6 til 8, hvor en annen utførelse av den nye målesonden 26 på figur 2 er illustrert, hvor denne utførelsen primært blir brukt for matematisk modellering eller simulering.
På figur 6 er det illustrert et sideriss av den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse. På figur 6 består den nye målesonde 26 av en SP-elektrode 40 som er kortsluttet til en A1 elektrode 42.
Figur 7 viser målesonden 26 på figur 6 sett nedenfra, sett langs linjen 7-7
på figur 6. På figur 7 er den buede skiven 30 på figur 3 erstattet med en flat skive på hvilken fire konsentriske ringer er plassert. På figur 7 omfatter de fire konsentriske ringer i den flate skiven de følgende elektroder: (1) A1 elektroden 42 som er integrert forbundet via en kortslutning 43 med SP-elektroden 40 på figur 6, (2) bunnelektroden (Aq) 44 innrettet for å emittere en strøm Iq inn i slammet 18 og å
motta strømmen Iq fra slammet 18, (3) en M1 måleelektrode 46 plassert mellom AQ-elektroden 44 og A1 -elektroden 42, og (4) en M2-måleelektrode 48 plassert mellom bunnelektroden (Aq) 44 og A1 -elektroden 42.
Måleelektrodene 46 og 48 måler et spenningsfall i det området av det ledende slam 18 som befinner seg direkte under bunnelektroden 44. Dette spenningsfallet brukes til å beregne resistiviteten i det ledende slam 18 i brønnhullet ved bruk av den følgende ligning:
På figur 8 er det illustrert et tverrsnittsriss av den nye målesonden 26 på figur 7, tatt langs snittlinjene 8-8 på figur 7.
På figur 8 er den flate skiven, på hvilken A1-elektroden 42, de to måle-elektrodene 48 og 46 og bunnelektroden 44 er plassert, vist kortsluttet til SP-elektroden 40. Bunnelektroden 44 er plassert på bunnen av målesonden 26 på figur 8. Når sonden 26 på figur 8 er energisert, flyter en strøm gjennom sonden 26. Når strømmen flyter gjennom sonden 26 på figur 8, blir strømmen Iq emittert fra bunnelektroden 44 inn i slammet 18, og strømmen Iq blir mottatt fra slammet 18 inn i bunnelektroden 44.
Når strømmen Iq først emitteres fra bunnelektroden 44 på figur 8 og inn i det ledende slam 18, vil strømmen først flyte gjennom slammet i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for den nye målesonde 26 på figur 8. Strømmen vil til slutt bli mottatt i A1-elektroden 42.
På den annen side, når strømmen Iq forplanter seg fra A1-elektroden 42 på
figur 8 og inn i slammet 18, vil strømmen Iq til slutt flyte gjennom slammet 18 i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for den nye målesonden 26 på figur 8. Strømmen vil så bli mottatt i bunnelektroden 44.
For eksempel, på figur 8, når strømmen Iq blir emittert fra bunnelektroden 44 inn i slammet 18, blir strømmen Iq først emittert fra bunnelektroden 44 i en nedadgående retning inn i det ledende slam 18, i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b. Når strømmen Iq forplanter seg i slammet 18, vil strøm-men gradvis gå rundt på den måten som er vist på figur 8 til strømmen lQmottas av A1-elektroden 42. Siden den første retning av strømmen Iq er nedover, en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24 for sonden på figur 8, vil det meste av strømmen Iq unngå å virke som en kryss-strøm i likhet med kryss-strøm-men 22 på figur 1. Det vil si, bare en meget liten del av strømmen Iq krysser grensesnittet 16, og nesten hele strømmen Iq unngår å krysse grensesnittet 16 på figur 8 mellom det ledende slam 18 og formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12.
Siden strømmen Iq flyter i en retning som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for sonden på figur 8, vil ved et punkt nesten hele strømmen Iq flyte i et område 45 av slammet 18 som er plassert direkte nedenfor bunnelektroden 44. Siden måleelektrodene 46 og 48 er plassert direkte nær dette området 45, vil målingen av potensialet som tas av måleelektrodene 46 og 48 bli styrt primært av spenningsfallet som finnes i området 45 som befinner seg i slammet direkte nedenfor bunnelektroden 44, og ikke av potensialet i formasjonen.
Som et resultat vil den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse måle bare resistiviteten i slammet 18. Resistiviteten i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12 vil ikke påvirke nøyaktigheten av slamresistivi-tetsmålingene tatt av den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse som vist på figurene 3 til 8.
En funksjonell beskrivelse av operasjonen av den foreliggende oppfinnelse skal gis i de følgende avsnitt, med henvisning til figur 9.
På figur 9 er den nye målesonde 26 vist forbundet med et brønnloggeappa-rat 24 i et borehull 12. Brønnloggeapparatet 24 energiserer sonden 26, og som en følge av dette begynner en strøm Iq å flyte i det ledende slam 18 mellom bunnelektroden 32 og A1-elektroden 34. Strømmen Iq som vist blir emittert fra og blir mottatt i bunnelektroden 32, og strømmen Iq strømmer i en retning som er perpen- dikulær med et flertall ekvipotensiallinjer 50. Når strømmen Iq fra begynnelsen emitteres fra bunnelektroden 32 inn i slammet 18, begynner den å flyte i en retning 24c som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for loggeapparatet 24. På den annen side, når strømmen Iq blir mottatt fra slammet 18 og inn i elektroden 32, strømmer den i en retning 24c som er tilnærmet parallell med lengdeaksen 24b for loggeapparatet 24. Når strømmen Iq blir emittert fra og blir mottatt i bunnelektroden 32, blir nesten hele strømmen konsentrert i et område 37 som er plassert direkte under bunnelektroden 32 og mellom en første ekvipotensial linje 50a og en annen ekvipotensial linje 50b.
Et flertall av spenningspotensialer, simulert ved ekvipotensial-linjer 50 på figur 9, blir satt opp i det ledende slam 18 i brønnhullet 12. Spenningsfallet i området 37, mellom ekvipotensiallinjene 50a og 50b, er derfor et resultat bare av strømmen Iq som flyter i slammet 18. Sagt på en annen måte, spenningsfallet i området 37 er ikke en følge av noen strøm som flyter i formasjonen som gjennomtrenges av brønnhullet 12. Måleelektrodene 36 er plassert på ekvipotensiallinjene 50a og 50b, og omgir området 37 i slammet. Målesondene 36 er konstruert til å måle spenningspotensialet i slammet 18, og spenningspotensialet i slammet 18 kan brukes til å beregne resistiviteten i slammet ved å bruke den følgende ligning:
Siden måleelektrodene 36 er plassert på ekvipotensiallinjer 50a og 50b og omgir området 37 i slammet, blir målingene av spenningspotensialet som tas av måleelektrodene 36 styrt bare av spenningspotensialet i området 37 i slammet som befinner seg direkte under bunnelektroden 32. Målinger som tas av måleelektrodene 36 blir ikke styrt eller påvirket av spenningspotensialet i formasjonen som gjennomtrenges av borehullet.
Som et resultat, blir nøyaktigheten av slamresistivitets-målingene tatt med målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse, meget forbedret over målinger tatt med AMS-subben på figur 1.
Det henvises nå til figur 10, som illustrerer resultatene av en simulering som bruker den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse, vist på figurene 3 til 9. Figur 10 illustrerer de positive resultater som er oppnådd ved å bruke den nye målesonden ifølge den foreliggende oppfinnelse. Mer spesielt, figur 10 illustrerer de ekstremt små feilprosenter (mellom den sanne resistivitet av slammet og den resistivitet som måles med den nye målesonde som en funksjon av Rt/Rm og brønnhullets størrelse), som blir oppnådd når slamresistiviteten måles med den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse. Figur 10 viser, på y-aksen, en plott av feilprosenten mellom den sanne slamresistivitetsverdi og den som måles av sonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse. På x-aksen er det vist en plott av kontrasten mellom resistiviteten i formasjonen og resistiviteten i slammet Rt/Rm, som ligger i området fra 1 til 10000 til 1. Fem kurver er vist for forskjellige brønndiametere: 10, 15, 20, 30 og 40 centimeter. Disse resultatene ble oppnådd når sonden 26 var sentrert inne i brønn-hullet 12. På figur 10 er maksimumsfeilen omkring 8 % for et 10 centimeters hull, og mindre enn 1 % for et standard 20 centimeters hull over hele Rt/Rm området på x-aksen. Etter hvert som brønnhullet øker til 40 centimeter, blir sonden 26 praktisk talt ufølsom for formasjonen. Derfor, i store hulrom hvor korreksjon er vik-tig, skulle man returnere en meget nøyaktig Rm-måling. Virkningen av eksentrer-ing av verktøyet blir simulert for et 20 centimeters hull, og en formasjon/slam resistivitetskontrast på 1000 til 1. Ingen merkbar effekt ble funnet. Dette skulle ikke være overraskende når man tenker på de tidligere resultater i et 10 centimeters hull sammenlignet med et 20 centimeters hull. Som ventet, er RM-sonden 26 derfor følsom primært for det volum av slam som befinner seg meget nær sonden 26.
Eksperimentet ble utført i et laboratorium i en plastbeholder og simulerte en uendelig kontrast Rt/Rm, og sonden 26 var utformet lik den som er vist på figur 3. En beregning av slammets resistivitet med en nøyaktighet på bedre enn 5 % for hvilken som helst posisjon av sonden inne i beholderen ble oppnådd, deriblant med sonden 26 helt eksentrert og i kontakt med plastbeholderens vegg. En Rm logg ble også utført i en testbrønn, som bekrefter kvaliteten og nøyaktigheten av målingene av slamresistiviteten. Ypperlig samsvar ble observert mellom verdien av slamresistiviteten (Rm) som målt med sonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse og den Rm verdi som ble beregnet med brønnhullets korreksjonsalgoritme som beskrevet i US-patent 5,041,975 til Minerbo m.fl.
For å oppsummere, den nye målesonden 26 ifølge den foreliggende oppfinnelse måler slamresistiviteten inne i et brønnhull uten å bli påvirket av formasjonens resistivitet eller lokaliseringen av verktøystrengen inne i brønnhullet. I tillegg måler sonden 26 slamresistiviteten inne i brønnhullet ved enden av en verktøy-streng. Den måler slamresistiviteten inne i brønnhullet og plassert i trekknesen 30 på figur 3. Den måler slamresistiviteten inne i brønnhullet sett nedenfor istedenfor til siden, for å minimalisere påvirkningen av formasjonens resistivitet på målenøy-aktigheten. Endelig er sonden 26 en lavkostnads sonde som ikke krever gjennom-matningskapasitet, og som kan anses som en bruk og kast enhet.
Det er klart at den beskrevne oppfinnelse kan varieres på mange måter. Slike variasjoner skal ikke anses som et avvik fra oppfinnelsens ånd og omfang, og slike modifikasjoner som ville være åpenbare for fagfolk i teknikken er ment å ligge innenfor omfanget av de følgende krav.
Claims (8)
1. Apparat (26) for måling av resistiviteten til boreslam i et brønnhull (12), idet apparatet er tilpasset til å bli forbundet med bunnen av en verktøystreng (24),karakterisert ved
en buet skive (30) forbundet med bunnen av verktøystrengen, idet den buede skiven har en bunnflate som inkluderer en første flerhet av overflater som okkuperes av elektroder og en andre flerhet av overflater som ikke okkuperes av elektroder;
en bunnelektrode (32) montert på et høydepunkt av den buede skiven, idet bunnelektroden har en bunnelektrodeoverflate, og der et område av slammet er anbrakt direkte under bunnelektroden når apparatet er anbrakt i brønnhullet;
en andre elektrode (34) som okkuperer en annen av den første flerheten av overflater som har en andre elektrodeoverflate;
bunnelektroden er innrettet til å emittere en første strøm inn i det nevnte området av slammet, og den andre elektroden er innrettet til å motta den første strømmen fra det nevnte området av slammet, idet i det vesentlige hele den første strømmen forplanter seg i en retning (24c) som er omtrent parallell med en lengdeakse (24b) til apparatet når den første strømmen initielt emitteres fra bunnelektroden;
den andre elektroden er innrettet til å emittere en andre strøm inn i det nevnte området av slammet, og bunnelektroden er innrettet for å motta den andre strømmen fra det nevnte området av slammet, idet i det vesentlige hele den andre strømmen forplanter seg i en retning (24c) som er omtrent parallell med lengdeaksen (24b) til apparatet når den andre strømmen er mottatt i bunnelektroden; og
minst én måleelektrode (36) som okkuperer enda en annen av den første flerheten av overflater og som har en måleelektrodeoverflate og er anbrakt tilstøt-ende bunnelektroden og området til slammet innrettet for å måle et spenningspotensiale i det nevnte området, idet spenningspotensialet i det nevnte området sty-res av strømmen som flyter i det nevnte området, og den første flerheten av overflater inkluderer bunnelektrodeoverflaten og den andre elektrodeoverflaten og måleelektrodeoverflaten, idet den første flerheten av overflater sammenføyes med den andre flerheten av overflater for å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate.
2. Apparat ifølge krav 1,
karakterisert ved
en andre måleelektrode (36) som okkuperer enda en annen av den nevnte første flerhet av overflater og som har en andre måleelektrodeoverflate og er anbrakt tilstøtende den ene måleelektroden (36) innrettet for å måle spenningspotensialet i det nevnte området, idet den første flerheten av overflater inkluderer bunnelektrodeoverflaten og den andre elektrodeoverflaten og måleelektrodeoverflaten og den andre måleelektrodeoverflaten,
idet den første flerheten av overflater sammenføyes med den andre flerheten av overflater til å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate.
3. Apparat ifølge krav 1, videre
karakterisert ved
en andre måleelektrode (36) som okkuperer enda en annen av den nevnte første flerhet av overflater og som har en andre måleelektrodeoverflate, montert på den gjenværende delen av den buede skiven (30) og anbrakt tilstøtende den ene elektroden (36) på den buede skiven innrettet for å måle spenningspotensialet i det nevnte området av slammet, idet den første flerheten av overflater inkluderer bunnelektrodeoverflaten og den andre elektrodeoverflaten og måleelektrodeoverflaten og den andre måleelektrodeoverflaten,
idet den første flerheten av overflater sammenføyes med den andre flerheten av overflater til å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate.
4. Fremgangsmåte for måling av resistivitet til slam (18) i et brønnhull (12),karakterisert ved
å senke en målesonde (26) ned i brønnhullet, idet sonden har en buet skive (30) som inkluderer en første flerhet av overflater okkupert av elektroder og en andre flerhet av overflater ikke okkupert av elektroder og som inkluderer en andre elektrode (34) som okkuperer en av den første flerheten av overflater og som har en andre elektrodeoverflate og en bunnelektrode (32) som okkuperer en annen av den første flerheten av overflater og som har en bunnelektrodeoverflate lokalisert i bunnen av sonden, der den første flerheten av overflater inkluderer den andre elektrodeoverflaten og bunnelektrodeoverflaten, idet den første flerheten av overflater sammenføyes med den andre flerheten av overflater til å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate;
å emittere en strøm fra bunnelektroden inn i slammet;
å motta strømmen fra slammet i den andre elektroden;
å emittere strømmen fra den andre elektroden inn i slammet;
å motta strømmen fra slammet i bunnelektroden, idet i det vesentlige all strømmen flyter i slammet i en retning (24c) som er omtrent parallell med en lengdeakse (24b) til proben når strømmen initielt emitteres fra bunnelektroden inn i slammet og strømmen mottas fra slammet i bunnelektroden; og
å måle et spenningspotensiale som eksisterer i et område av slammet lokalisert under bunnelektroden som benytter minst en måleelektrode (36) som okkuperer enda en annen av den første flerheten av overflater og som har en måleelektrodeoverflate anbrakt tilstøtende området, idet resistiviteten til slammet blir målt som svar på målingen av spenningspotensialet av den minst ene måleelektroden.
5. Sondeapparat (26) innrettet til å bli forbundet til en bunn av en verktøy-streng (24) i et brønnhull (12) for å måle en resistivitet i et slam (18) i brønnhullet, omfattende: en strømemitterende elektrode (32) forbundet til en bunn av sondeapparatet og innrettet for å emittere en strøm inn i slammet,
karakterisert vedat i det vesentlige all strømmen som initielt emitteres fra den strømemitterende elektroden forplanter seg i en nedadgående retning (24c) inn i slammet, idet den nedadgående retning til den initielt emitterte strømmen som forplanter seg fra den strømemitterende elektroden er omtrent parallell med en lengdeakse (24b) til apparatet; apparatet har en buet skive (30) som inkluderer en første overflate okkupert av den strømemitterende elektroden og en andre overflate som ikke er okkupert av den strømemitterende elektroden, idet den første overflaten sammenføyes med den andre overflaten for å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate; den første overflaten inkluderer en første flerhet av overflater og at den andre overflaten inkluderer en andre flerhet av overflater; en strømmottakende elektrode (34) for å motta strømmen fra slammet som okkuperer en av den nevnte første flerhet av overflater, idet den andre flerhet av overflater ikke er okkupert av den strømmottakende elektrode; et par måleelektroder (36) anbrakt mellom den strømemitterende elektroden og den strømmottakende elektroden og innrettet til å måle et potensialfall mellom paret av måleelektroder, enda en annen av den nevnte første flerhet av overflater er okkupert av en av det nevnte paret måleelektroder og enda en annen av den nevnte flerhet av overflater er okkupert av det andre paret av måleelektroder, idet den første flerhet av overflater er okkupert av den strømemitterende elektrode og den strømmottakende elektrode og det nevnte paret av måleelektroder; og den første flerhet av overflater sammenføyes med den andre flerhet av overflater til å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate.
6. Fremgangsmåte for å måle en resistivitet i et slam (18) i et brønnhull (12),karakterisert ved
å plassere en målesonde (26) i brønnhullet som inneholder slammet, idet sonden inkluderer en strømemitterende elektrode (32) forbundet til en bunn av sonden, en strømmottakende elektrode (34), og et par måleelektroder (36);
idet sonden har en buet skive (30) som inkluderer en første flerhet av overflater okkupert henholdsvis av den strømemitterende elektrode, den strømmottak-ende elektrode og paret av måleelektroder og en andre flerhet av overflater som ikke er okkupert av en elektrode, idet den første flerhet av overflater sammenføyes med den andre flerhet av overflater for å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate;
å emittere en strøm fra den strømemitterende elektroden inn i slammet, idet i det vesentlige all strømmen som initielt emitteres fra den strømemitterende elektroden forplanter seg i en nedadgående retning (24c) inn i slammet, idet den nedadgående retning til den initielt emitterte strømmen fra den strømemitterende elektroden er omtrent parallell med en lengdeakse (24b) til sonden;
å motta strømmen i den strømmottakende elektroden; og
å måle et potensialfall over måleelektrodene, idet potensialfallet representerer resistiviteten til slammet.
7. I et loggeapparat innrettet til å bli anbrakt i et slamfylt (18) brønnhull (12) som inkluderer en verktøystreng (24) og et måleapparat (26) forbundet til en ende av verktøystrengen og innrettet til å måle en resistivitet i slammet,karakterisert vedat
måleapparatet som danner en buet skive (30) har en strømemitterende elektrode (32), idet den strømemitterende elektroden er innrettet til å initielt emittere en strøm;
i det vesentlige all strømmen som initielt emitteres fra den strømemitterende elektroden forplanter seg i en nedadgående retning (24c) inn i slammet, idet den nedadgående retning av den initielt emitterte strømmen fra den strømemitterende elektroden er omtrent parallelt med en lengdeakse (24b) til loggeapparatet;
en strømmottakende elektrode (34) innrettet til å motta strømmen som forplanter seg i slammet, idet den buede skiven i måleapparatet inkluderer en første flerhet av overflater og en andre flerhet av overflater, idet en av den nevnte første flerhet av overflater er okkupert av den strømemitterende elektrode, den andre av nevnte første flerhet av overflater er okkupert av den strømmottakende elektrode, idet den andre flerhet av overflater ikke er okkupert av en elektrode, og idet den første flerhet av overflater til den buede skiven sammenføyes med den andre flerhet av overflater til den buede skiven for å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate; og
et par måleelektroder (36) anbrakt mellom den strømemitterende elektroden og den strømmottakende elektroden, idet enda en annen av nevnte første flerhet av overflater er okkupert av en av det nevnte paret måleelektroder, enda et annet av den nevnte første flerhet av overflater er okkupert av det andre paret måleelektroder, idet den første flerhet av overflater henholdsvis er okkupert av den strøm-emitterende elektrode og den strømmottakende elektrode og det nevnte paret måleelektroder, idet den første flerhet av overflater sammenføyes med den andre flerhet av overflater til å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate.
8. Måleapparat (26) innrettet til å bli forbundet til en ende av en verktøystreng (24) i et slamfylt (18) brønnhull (12) for å måle en resistivitet i slammet,karakterisert ved
at apparatet har en buet skive (30) som danner en overflate;
en returelektrode (34) på overflaten;
elektrodeanordninger på overflaten for å emittere en strøm inn i slammet og for å måle et potensialfall i slammet;
en strømemitterende elektrode (32) lokalisert på overflaten i et senter av elektrodeanordningen og anbrakt i en bunn av måleapparatet for initielt å emittere strømmen, idet i det vesentlige hele strømmen som initielt emitteres fra den strøm-emitterende elektroden forplanter seg i en nedadgående retning (24c) inn i slammet, idet den nedadgående retning til den initielt emitterte strømmen fra den strømemitterende elektroden omtrent er parallell med en lengdeakse (24b) av måleapparatet;
strømmen fra den strømemitterende elektroden forplanter seg i slammet, idet strømmen blir mottatt fra slammet i returelektroden;
et par måleelektroder (36) på overflaten innrettet for å måle potensialfallet i slammet, idet potensialfallet er representativt for resistiviteten til slammet; og der
overflaten av måleapparatet inkluderer en første flerhet av overflater okkupert henholdsvis av returelektroden og den strømemitterende elektroden og paret av måleelektroder og en andre flerhet av overflater ikke okkupert av returelektroden og den strømemitterende elektroden, idet den første flerhet av overflater sam-menføyes med den andre flerhet av overflater for å danne en i det vesentlige kontinuerlig bunnoverflate.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33039794A | 1994-10-27 | 1994-10-27 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO954030D0 NO954030D0 (no) | 1995-10-10 |
| NO954030L NO954030L (no) | 1996-04-29 |
| NO310894B1 true NO310894B1 (no) | 2001-09-10 |
Family
ID=23289585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO19954030A NO310894B1 (no) | 1994-10-27 | 1995-10-10 | Måling av slam-resistivitet i et borehull omfattende en sonde med en bunnelektrode for å sende en ström til og frabunnelektroden i en retning tiln¶rmet parallell med sondenslengdeakse |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5574371A (no) |
| AU (1) | AU703010B2 (no) |
| CA (1) | CA2161500C (no) |
| GB (1) | GB2294548B (no) |
| NO (1) | NO310894B1 (no) |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2740170B1 (fr) * | 1995-10-20 | 1998-01-02 | Schlumberger Services Petrol | Procedes et dispositifs de mesure de la resistivite de la boue dans un puits d'hydrocarbure |
| US6002257A (en) * | 1996-12-06 | 1999-12-14 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for well bore hole-finding with simultaneous borehole or formation sensing |
| US6166540A (en) * | 1997-06-30 | 2000-12-26 | Wollin Ventures, Inc. | Method of resistivity well logging utilizing nuclear magnetic resonance |
| US6801039B2 (en) | 2002-05-09 | 2004-10-05 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for measuring mud resistivity using a defocused electrode system |
| DE10238823A1 (de) * | 2002-08-23 | 2004-03-11 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Vorrichtung zur gleichzeitigen Einspeisung von elektrischen Signalen und zur Messung des Potentials in Proben |
| US7284605B2 (en) * | 2004-09-28 | 2007-10-23 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and methods for reducing stand-off effects of a downhole tool |
| US7091722B2 (en) * | 2004-09-29 | 2006-08-15 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for measuring mud resistivity |
| US7669668B2 (en) * | 2004-12-01 | 2010-03-02 | Schlumberger Technology Corporation | System, apparatus, and method of conducting measurements of a borehole |
| US7095233B1 (en) | 2005-07-20 | 2006-08-22 | Schlumberger Technology Corporation | System, apparatus, and method of conducting borehole resistivity measurements |
| US8776878B2 (en) * | 2008-10-31 | 2014-07-15 | Schlumberger Technology Corporation | Sensor for determining downhole parameters and methods for using same |
| EP2182393B1 (en) * | 2008-10-31 | 2014-12-31 | Services Pétroliers Schlumberger | A tool for imaging a downhole environment |
| EP2182394A1 (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-05 | Services Pétroliers Schlumberger | A tool for imaging a downhole environment |
| US9010460B2 (en) * | 2009-07-02 | 2015-04-21 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for drilling using drilling fluids |
| US8754651B2 (en) | 2010-11-15 | 2014-06-17 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for imaging properties of subterranean formations |
| EP2498105B1 (en) | 2010-12-20 | 2014-08-27 | Services Pétroliers Schlumberger | Apparatus and method for measuring electrical properties of an underground formation |
| WO2015183238A1 (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole flow-profiling tool |
| CN104500028A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种长条测量探板 |
| CN104502727A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种泥浆电阻率测量探柱 |
| CN104502718B (zh) * | 2014-11-07 | 2018-07-17 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种地质泥浆测量器 |
| CN104459325A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-03-25 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种探头接口装置 |
| CN104502728A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种测量电阻率的探头接口 |
| CN104502721B (zh) * | 2014-11-07 | 2018-07-17 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种用于测量地质泥浆的空心探头 |
| CN104502722A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种长条板状的泥浆电阻率测量探头 |
| CN104502730A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种手持式泥浆电阻率测量装置 |
| CN104502709A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种泥浆电阻率测量仪 |
| CN104502729A (zh) * | 2014-11-07 | 2015-04-08 | 贝兹维仪器(苏州)有限公司 | 一种空心圆柱形测量元件 |
| EP3035085A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-22 | Services Pétroliers Schlumberger | Device for measuring resistivity in a wellbore |
| EP3115792A1 (en) * | 2015-06-24 | 2017-01-11 | Hioki Denki Kabushiki Kaisha | Voltage detecting probe and measuring device |
| US10962672B2 (en) | 2016-04-22 | 2021-03-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Dual mode electromagnetic imaging of a borehole |
| US11261730B2 (en) | 2018-07-16 | 2022-03-01 | Saudi Arabian Oil Company | Wellbore failure analysis and assessment |
| WO2021154797A1 (en) | 2020-01-28 | 2021-08-05 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for characterizing subterranean formations |
| US11954800B2 (en) | 2021-12-14 | 2024-04-09 | Saudi Arabian Oil Company | Converting borehole images into three dimensional structures for numerical modeling and simulation applications |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2342827A (en) * | 1940-06-28 | 1944-02-29 | Stanolind Oil & Gas Co | Apparatus for well logging |
| US2838730A (en) * | 1953-06-23 | 1958-06-10 | Schlumberger Well Surv Corp | Method and apparatus for determining the resistivity of the mud in a bore hole |
| US3115602A (en) * | 1960-02-01 | 1963-12-24 | Continental Oil Co | Continuous mud resistivity measuring device with electricity conductive current confining means |
| US3518530A (en) * | 1966-10-17 | 1970-06-30 | Petrolite Corp | Electrochemical process for studying and determining the nature of fluid-containing underground formations |
| US3798535A (en) * | 1972-04-24 | 1974-03-19 | Schlumberger Technology Corp | Methods and apparatus for investigating earth formations |
| FR2445532A1 (fr) * | 1978-12-27 | 1980-07-25 | Schlumberger Prospection | Procede et dispositif pour mesurer la resistivite des fluides dans un sondage |
| FR2562601B2 (fr) * | 1983-05-06 | 1988-05-27 | Geoservices | Dispositif pour transmettre en surface les signaux d'un emetteur situe a grande profondeur |
| US4677385A (en) * | 1985-07-31 | 1987-06-30 | Chevron Research Company | Methd of logging an earth formation penetrated by a borehole to provide an estimate of impedance distribution with depth using end emitting current electrodes sequentially activated and a multiplicity of potential electrodes of a moving logging array |
| US4949045A (en) * | 1987-10-30 | 1990-08-14 | Schlumberger Technology Corporation | Well logging apparatus having a cylindrical housing with antennas formed in recesses and covered with a waterproof rubber layer |
| US5339037A (en) * | 1992-10-09 | 1994-08-16 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method for determining the resistivity of earth formations |
| US5235285A (en) * | 1991-10-31 | 1993-08-10 | Schlumberger Technology Corporation | Well logging apparatus having toroidal induction antenna for measuring, while drilling, resistivity of earth formations |
-
1995
- 1995-10-10 NO NO19954030A patent/NO310894B1/no not_active IP Right Cessation
- 1995-10-16 GB GB9521105A patent/GB2294548B/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-25 AU AU34453/95A patent/AU703010B2/en not_active Ceased
- 1995-10-26 CA CA002161500A patent/CA2161500C/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-01-31 US US08/594,419 patent/US5574371A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU3445395A (en) | 1996-05-09 |
| GB9521105D0 (en) | 1995-12-20 |
| NO954030L (no) | 1996-04-29 |
| NO954030D0 (no) | 1995-10-10 |
| AU703010B2 (en) | 1999-03-11 |
| GB2294548A (en) | 1996-05-01 |
| US5574371A (en) | 1996-11-12 |
| GB2294548B (en) | 1997-06-25 |
| CA2161500A1 (en) | 1996-04-28 |
| CA2161500C (en) | 2003-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO310894B1 (no) | Måling av slam-resistivitet i et borehull omfattende en sonde med en bunnelektrode for å sende en ström til og frabunnelektroden i en retning tiln¶rmet parallell med sondenslengdeakse | |
| AU2010363997B2 (en) | Multi-array laterolog tools and methods | |
| RU2365947C2 (ru) | Дополнительные компенсирующие катушки в качестве альтернативного средства для балансировки индукционных групп | |
| US7095233B1 (en) | System, apparatus, and method of conducting borehole resistivity measurements | |
| NO335415B1 (no) | Resistivitetsverktøy og fremgangsmåte for å oppnå resistivitetsmålinger i et borehull | |
| CN102767367B (zh) | 高分辨率侧向测井仪及电阻率测量方法 | |
| NO180249B (no) | Fremgangsmåte og apparat for logging av spontan-potensial | |
| NO842733L (no) | Broenn-loggesonde | |
| CN102767364B (zh) | 高分辨率双侧向测井仪及电阻率测量方法 | |
| NO20110878A1 (no) | Fremgangsmate og apparat for a detektere et undergrunns, elektrisk ledende ror | |
| NO342561B1 (no) | Stedsbestemmelse av fôringsrør i sanntid og avstand fra tiltede antennemålinger | |
| NO20131023A1 (no) | Korreksjon av målinger av dypasimutal spesifikk motstand for bøying | |
| MX2011004481A (es) | Una herramienta para formar imagenes en un ambiente de fondo de pozo. | |
| MX2011004477A (es) | Una herramienta para formar imagenes en un ambiente de fondo de pozo. | |
| AU2014415581A1 (en) | Formation logging using multicomponent signal-based measurement of anisotropic permittivity and resistivity | |
| NO339136B1 (no) | Fremgangsmåte og apparat for bestemmelse av formasjonsresistivitet foran og asimutalt rundt borekronen | |
| US9938822B2 (en) | Monitoring water floods using potentials between casing-mounted electrodes | |
| MX2011004479A (es) | Una herramienta para formar imagenes en un ambiente de fondo de pozo. | |
| CN106068465B (zh) | Obm电阻率成像中的双模式平衡 | |
| NO134133B (no) | ||
| MX2011004466A (es) | Una herramienta para formar imagenes en un ambiente de fondo de pozo. | |
| CN111594154A (zh) | 一种测量钻头前方地层电阻率的装置及方法 | |
| NO319500B1 (no) | Fremgangsmate og apparat for maling av slamresistivitet i en hydrokarbonbronn | |
| NO345881B1 (no) | Estimering av spesifikk elektrisk impedans i en geologisk formasjon omkring en brønnboring fylt med boreslam | |
| NO305098B1 (no) | FremgangsmÕte og apparat for unders°kelse av grunnformasjoner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |