NO335569B1 - Fremgangsmåte og anordning for behandling av data fra et LWD-densitetsloggeinstrument - Google Patents

Abstract

SAMMENDRAG En densitetssensor for bruk ved logging-under-boring innbefatter en gammastrålingskilde og minst to Nal-detektorer i avstand fra kilden for å bestemme · målinger som indikerer formasjons- densiteten. En akustisk kaliper blir brukt til å ta veggavstandsmålinger for Nal-detektorene. Målinger tatt av detektorene blir inndelt i veggavstandsgrupper. En adaptiv ryggrads- og ribbens-metode benytter veggavstandsmålingene til å fremskaffe densitetsestimater. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan også brukes med nøytronanordninger for logging av porøsitet.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt anordninger og fremgangsmåter for borehullslogging for å utføre nukleære strålingsbaserte målinger. Mer spesielt angår oppfinnelsen en ny og forbedret anordning for å bevirke formasjonsdensitets-logging i sanntid ved å bruke gammastråler i en sonde for måling-under-logging

(MWD).

2. Bakgrunn for oppfinnelsen

Oljebrønnlogging har vært kjent i mange år og forsyner en olje- og gass-brønnborer med informasjon om de spesielle grunnformasjonene som bores. Ved konvensjonell oljebrønnlogging blir, etter at en brønn er blitt boret, et verktøy kjent som en sonde senket ned i borehullet og brukt til å bestemme visse karakteristikker ved den formasjonen som brønnen har gjennomskåret. Sonden er vanligvis en hermetisk forseglet stålsylinder som henger ved enden av en lang kabel som gir mekanisk understøttelse for sonden og leverer kraft til instrumentering inne i sonden. Kabelen fremskaffer også kommunikasjonskabler for å sende informasjon opp til overflaten. Det blir derfor mulig å måle visse parametere i grunnformasjonene som en funksjon av dybde, dvs. mens sonden blir trukket opp gjennom hullet. Slike "kabelmålinger" blir vanligvis utført i sanntid (imidlertid kan disse målingene tas lenge etter at den aktuelle boringen har funnet sted).

En kabelsonde sender vanligvis energi inn i formasjonen og har en passende mottaker for å detektere den sammen energien som kommer tilbake fra formasjonen. Disse kan innbefatte resistivitetsmålinger, akustiske målinger eller nukleære målinger. Foreliggende oppfinnelse blir diskutert under henvisning til en densitets-målesonde som sender ut nukleær energi, og mer spesielt gammastråler, men fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan også anvendes i forbindelse med andre typer loggeinstrumenter. Gammastråledensitets-kabelsonder er velkjente og omfatter anordninger som innbefatter en gammastrålingskilde og en gammastrålings-detektor, som er skjermet fra hverandre for å hindre telling av stråling utsendt direkte fra kilden. Under drift av sonden kommer gammastråler (eller fotoner) utsendt fra kilden inn i formasjonen som skal undersøkes, og vekselvirker med atomiske elektroner i materialet i formasjonen ved fotoelektrisk absorpsjon ved Compton-spredning eller ved parproduksjon. Ved fotoelektrisk absorpsjon og parproduksjons- fenomener blir de spesielle fotonene som inngår i vekselvirkningen, fjernet fra gammastrålingen.

Ved Compton-spredningsprosessen taper det involverte fotonet noe av sin energi mens det endrer sin opprinnelige forplantningsretning, idet tapet er en funksjon av spredningsvinkelen. Noen av fotonene som utsendes fra kilden inn i prøven blir følgelig spredt mot detektoren. Mange av disse når aldri detektoren siden deres retning blir endret av en annen Compton-spredning, eller blir absorbert ved den fotoelektriske absorpsjonsprosessen i parproduksjonsprosessen. De spredte fotonene som når detektoren og vekselvirker med den, blir telt av det elektriske utstyret som er tilknyttet detektoren.

Eksempler på tidligere kjente kabeldensitetsanordninger er beskrevet i US-patenter nr. 5,451,779, 3,701,902, 3,202,822, 3,321,625, 3,846,631, 3,858,037, 3,864,569 og 4,628,202. US 5,451,779 vedrører et apparat og en fremgangsmåte for formasjonsdensitetsmåling. US 3,701,902 angir et system og en fremgangsmåte for brønnlogging, hvor det kompenseres for effektene eller virkningene av slam og slamkake på borehullsveggen. Kabelsonder for formasjonsevaluering slik som de foran-nevnte gammastrålingssondene har mange ulemper og mangler innbefattende tap av boretid, omkostningene og forsinkelsen som medgår til å kjøre borestrengen ut og inn for å gjøre det mulig å senke kabelen ned i borehullet og både oppbygningen av en betydelig slamkake og invasjon av formasjonen av borefluider under perioden mellom boring og målingene. En forbedring av disse tidligere kjente teknikkene er måling-under-boring (MWD) hvor mange av karakteristikkene til formasjonen blir bestemt hovedsakelig samtidig med boringen av borehullet.

Logging ved hjelp av måling-under-boring eliminerer delvis eller fullstendig nødvendigheten for å avbryte boringsoperasjonen for å fjerne borestrengen fra hullet for å ta de nødvendige målingene ved hjelp av kabelteknikker. I tillegg til muligheten til å logge karakteristikkene til formasjonene som borkronen passerer gjennom, tilveiebringer denne informasjonen på sanntidsbasis betydelige trygge fordeler for boringsoperasjonen.

Et potensielt problem med MWD-loggeverktøy er at målingene vanligvis blir tatt mens verktøyet roterer. Siden målingene blir tatt kort tid etter at borkronen har boret borehullet, er utvaskinger et mindre problem enn ved kabellogging. Likevel kan det være noen variasjoner i avstanden mellom loggeverktøyet og borehullsveggen (veggavstand) med asimut. Nukleære målinger blir spesielt forringet av store vegg avstander på grunn av den spredning som frembringes av borehullsfluider mellom verktøyet og formasjonen.

US-patent nr. 5,397,893 til Minette, hvis innhold i sin helhet herved korporeres ved referanse, beskriver en fremgangsmåte for å analysere data fra et formasjons-evalueringsloggeverktøy for måling-under-boring (MWD) som kompenserer for rotasjon av loggeverktøyet (sammen med resten av borestrengen) under måle-perioder. Densitetsmålingen blir kombinert med målingen fra en borehullskaliper, fortrinnsvis en akustisk kaliper. Den akustiske kaliperen måler kontinuerlig veggavstanden mens verktøyet roterer omkring borehullet. Hvis kaliperen er innrettet med densitetskilden og detektorene, gir dette en bestemmelse av veggavstanden foran detektorene til enhver tid. Denne informasjonen blir brukt til å separere densitets-dataene i et antall grupper basert på størrelsen av veggavstanden. Etter et forut-bestemt tidsintervall kan densitetsmålingene tas. Det første trinn i denne prosessen er å beregne densiteter for kort avstand (SS, short space) og lang avstand (LS, long space) fra dataene i hver gruppe. Disse densitetsmålingene ble så kombinert på en måte som minimaliserer den totale feilen i densitetsberegningen. Denne korreksjonen blir påført ved å bruke "ryggrads- og ribbens"-algoritmen og diagrammer slik som det som er vist på fig. 1. På figuren er abscissen 1 differansen mellom LS- og SS-densitetene, mens ordinaten 3 er korreksjonen som påføres LS-densiteten for å gi korrigert densitet ved å bruke kurve 5.

US-patent 5,513,528 til Holenka m.fl. beskriver en fremgangsmåte og en anordning for å måle formasjonskarakteristikker som en funksjon av asimut omkring borehullet. Måleanordningen innbefatter et verktøy for måling-under-boring som dreies i borehullet under boring. Verktøyets nedadrettede vektor blir utledet første ved å bestemme en vinkel N mellom en vektor og jordens magnetiske nordpol, som referert til tverrsnittsplanet til et verktøy for måling-under-boring (MWD) og en nedad-rettet gravitasjonsvektor som referert i nevnte plan. Verktøyet for logging-under-boring (LWD) innbefatter magnetometere og akselerometere plassert ortogonalt i et tverrsnittsplan. Ved å bruke magnetometer- og/eller akselerometer-målingene kan verktøyflatevinkelen vanligvis bestemmes. Vinkelen N blir sendt til verktøyet for logging-under-boring for derved å muliggjøre en kontinuerlig bestemmelse av den nedadrettede gravitasjonsposisjonen til verktøyet for logging-under-boring. Kvadranter, dvs. vinkelavstandssegmenter, blir målt fra den nedadrettede vektoren. Det vises til fig. 2 hvor det er tatt en antagelse om at den nedadrettede vektoren definerer en situasjon hvor veggavstanden er ved et minimum, noe som muliggjør en god ryggrads- og ribbens-korreksjon. En ulempe ved Holenka-metoden er at antagelsen om minimum veggavstand ikke nødvendigvis er tilfredsstilt slik at den nedadrettede posisjonen i virkeligheten kan svare til en betydelig veggavstand uten veggavstandskorreksjon og resultatene kan bli feilaktige.

I et sentrert eller stabilisert verktøy vil veggavstanden generelt være jevn med asimut. Holenka (US-patent 5,513,528) og Edwards (US-patent 6,307,199) viser også hvordan asimutale målinger av densitet kan være diagnostiske for laggrenser som skjæres av et hellende borehull. I fravær av veggavstandskorreksjoner kan dette bare være en kvalitativ måling, og målingene av absolutt densitet kan være suspekte.

En samtidig, ikke avgjort US-patentsøknad nr. 10/004,650 fra Kurkoski som har samme søker og hvis innhold herved inkorporeres ved referanse, beskriver bruken av et dobbeltdetekor-densitetsloggeverktøy med en veggavstandsmåleanordning og et magnetometer for å fremskaffe et asimutalt densitetsbilde av et borehull. Veggavstandsmålingene blir brukt til å korrigere densitetsmålingene ved å bruke den velkjente ryggrads- og ribbens-korreksjonsmetoden.

Ryggrads- og ribbens-korreksjonsmetoden som brukes i Kurkoski og i andre tidligere kjente metoder, som illustrert på fig. 1, bestemmer ved hjelp av empiriske metoder en korreksjon av densitetsmålingen tatt av detektoren ved den lange avstanden (LS) ved å bruke forskjellen mellom LS-målingene og SS-målingene for detektoren ved kortavstanden. Implisitt i slike tidligere kjente metoder er den antagelse at ryggraden og ribbenet er unikt bestemt ved hjelp av en enkelt korreksjon. Ryggraden og ribbenet blir vanligvis bestemt under laboratoriebetingelser med verktøyet neddykket i vann. I virkeligheten er det mer enn én ryggrads- og ribbens-relasjon, og den aktuelle korreksjonen som skal utføres er avhengig av mange faktorer, innbefattende veggavstanden og sammensetningen av slammet. Som kjent for fagkyndige på området innbefatter boreslam mineraler slik som baritt som har en betydelig gammastrålingsspredning. Som en følge av dette har det vanligvis vist seg at selv etter påføring av en enkelt ryggrads- og ribbens-korreksjon er det en betydelig variasjon i korrigerte densitetsmålinger med veggavstand.

Følgelig er det behov for en fremgangsmåte for behandling av dobbelt-detektor-densitetsloggedata som på riktig måte korrigerer for veggavstands-variasjonene som påtreffes i et MWD-loggeverktøy. Foreliggende oppfinnelse tilfredsstiller dette behovet.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav. Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for logging-under-boring for å bestemme asimutale variasjoner av densitet i et borehull. Et BHA- eller loggeverktøy blir transportert på et vektrør og innbefatter en nukleær fjernsensor (LS-sensor) og en nukleær nærsensor (SS-sensor). Målinger blir tatt ved å bruke de nukleære sensorene på loggeverktøyet over et tidsintervall mens verktøyet roterer med vektrøret. Veggavstander svarende til hver av LS- og SS-målingene blir bestemt. Et antall veggavstandsgrupper blir definert ved å bruke målinger tatt ved hjelp av en veggavstandsmåleanordning. En prosessor blir brukt til å bestemme, fra LS- og SS-målingene, en korrigert densitet som kompenserer for veggavstandseffekten.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir veggavstandsmålingene tatt ved å bruke en akustisk kaliper. Innenfor hver veggavstandsgruppe blir en kompensert densitet bestemt ved å bruke LS- og SS-målingene og den tilhørende veggavstanden. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir veggavstands-korreksjonene anvendt ved å bruke en regresjonsteknikk.

I en valgfri utførelsesform av oppfinnelsen er MWD-verktøyet også forsynt med et magnetometer eller en annen retningsfølsom anordning. Når slike retnings-målinger blir tatt, blir hver av veggavstandsgruppene videre inndelt i asimutale grupper som definerer en asimutal sektor omkring verktøyet. Kompenserte densitets-bestemmelser innenfor en asimutal sektor blir kombinert for å gi en asimutal volum-densitetsmåling. Denne differansen kan brukes til å styre boreretningen eller som en indikator på nærheten til en nærliggende grenseflate.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE

For å få en detaljert forståelse av foreliggende oppfinnelse blir det vist til den etterfølgende detaljerte beskrivelse av de foretrukne utførelsesformene i forbindelse med de vedføyde tegningene, hvor like elementer er blitt gitt like henvisningstall, og hvor: Fig. 1 (kjent teknikk) viser et eksempel på hvordan densitetsmålinger tatt fra en fjerndetektor og en nærdetektor blir kombinert for å gi en korrigert densitet. Fig. 2 (kjent teknikk) viser en idealisert situasjon hvor et roterende verktøy i et brønnhull har en minste veggavstand når verktøyet er ved bunnen av brønnhullet. Fig. 3 illustrerer arrangementet av de nukleære sensorene på en anordning for logging-under-boring. Fig. 4a viser et eksempel på en konfigurasjon av kalipere og et magnetometer på et brønnhullsloggeverktøy. Fig. 4b viser fordelingen av veggavstandsgrupper generert ved hjelp av verktøyeksempelet på fig. 4a. Fig. 5 viser et eksempel på hvordan fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse gir resultater sammenlignbare med de som oppnås i etterkant ved å bruke en kabelloggesonde i det samme borehullet.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Det vises nå til diagrammet på fig. 3 over hovedkomponentene i et utførelses-eksempel av et gammastrålings-densitetsverktøy. Dette verktøyet omfatter en øvre seksjon av en bunnhullsanordning (BHA) som innbefatter et vektrør 110. Logge-verktøyet ifølge oppfinnelsen inneholder en gammastrålingskilde 114 og to atskilte gammastrålingsdetektorenheter 116 og 118. Alle tre komponentene er plassert langs en enkelt akse som er blitt lokalisert parallelt med verktøyets akse. Detektoren 116 nærmest gammastrålingskilden vil bli kalt "nærdetektoren" og den som er lengst borte, 118, blir kalt "fjerndetektoren". Gammastråleskjerming (ikke vist) er plassert mellom detektorenheten 116, 118 og kilden 114. Vinduer (åpninger) er åpne mot formasjonen fra begge detektorenhetene og kilden. Den akustiske kaliperen (A1) 120 er å linje og nær gammadetektorene (LS og SS). Et lag med borefluid (slam) er tilstede mellom formasjonen og detektorenhetene og kilden. På fig. 3 er det også vist en nedre seksjon av BHA- eller bunnhullsanordningen 122 og borkronen 124 og én eller flere ytterligere sensorenheter 112.

Fig. 4a illustrerer tverrsnittet gjennom en foretrukket akustisk kaliperanordning. Fire sensorer R1, R2, R3 og R4 er vist omkretsmessig anordnet omkring vektrøret med en asimutal avstand på 90°. Hver sensor bruker akustiske målinger til å bestemme en forplantningstid til det nærmeste punkt på borehullet. For en slik kaliper er en vanlig utgangsmåling ved brønnlogging, størrelsen

hvorxi'ene er veggavstandsmålinger tatt av kaliperne R1, R2, R3 og R4, respektive, T er vektrørdiameteren (verktøydiameteren), Si er en enkel kaliper, S x-axis er en enkelt kaliper i x-aksen, Sy-axis er en enkelt kaliper i y-aksen. Den akustiske sensoren R1 er i den samme asimutale posisjon som gammastrålingsdetektorenhetene som er vist på fig. 3.

I en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse innbefatter sensor-arrangementet et magnetometer 134 som vist på fig. 4a. Magnetometeret M1 tar målinger av retningen til jordens magnetfelt. Bortsett fra det sjeldne tilfelle hvor borehullet blir boret langs retningen til jordens magnetfelt, kan magnetometer-utgangen i forbindelse med måleinformasjon om borehullet brukes til å bestemme den relative orienteringen til sensoren R1 i forhold til vertikalen. I et slikt tilfelle kan veggavstandsgrupper som vist på fig. 4b, nærmere inndeles i asimut og sektorer (ikke vist). Detaljer ved borehullsundersøkelsesmetoder vil være kjent for fagkyndige på området og diskuteres ikke her.

Tellinger fra hver Nal(gamma)-detektor blir gruppert ved hjelp av verktøyets veggavstand. Som bemerket ovenfor gir denne fremgangsmåten ved gruppering kombinert med en tradisjonell (enkel) ryggrads- og ribbens-teknikk en måling i større borehull som er bedre enn én som ikke bruker en veggavstandsmåling. Gruppe-inndeling kompenserer for BHA-virvling og forstørret hull. Hvor vellykket teknikken blir er avhengig av ha en god detektortellehastighet.

Fagkyndige på området vil innse at en gammastrålingsanordning bare tilveiebringer nøyaktige målinger i en statistisk forstand og at ved ganske enkel gruppe-inndeling (og eventuelt ytterligere tildeling av målingene etter asimut), kan statistikken være upålitelig hvis tellingen innenfor hvert område er for liten. For å et rimelig stort antall "tellinger", innbefatter foreliggende oppfinnelse en gamma-strål ingsdetektor som er større enn tidligere benyttede detektorer. Også detektor-avstand, skjerming og kollimasjon blir valgt for å maksimalisere respons- nøyaktigheten og minimalisere statistiske virkninger. Dette øker antallet tellinger innenfor hver veggavstandsgruppe og innenfor hvert asimutområde.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir det definert en innsamlings-periode som typisk varer minst 10 sekunder. Det skal bemerkes at kortere perioder kan brukes med risiko for å få dårligere statistikk. Innenfor innsamlingsperioden, avhengig av alvorlighetsgraden til den eksentriske bevegelsen av verktøyet, kan data fremskaffes i opptil 5 veggavstandsgrupper. Hvis 4 eller 5 grupper er befolket i innsamlingsperioden, er det mulig å løse et optimaliseringsproblem ved å benytte en treparameter-tilpasning for densiteten Ak som

hvor A er det første densitetsestimatet ved null veggavstand, hk er veggavstanden og B og C er tilpasningsparametere. Det skal bemerkes at istedenfor en kvadratisk tilpasning av den form som er gitt ved ligning (2), kan andre tilpasningstyper også brukes. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir optimaliseringen utført ved å minimalisere objektivfunksjonen Denne minimaliseringen blir utført ved å løse de lineære ligningene

I ligning (3) er N det totale antall grupper befolket med data i en spesiell innsamling. Det bør fortrinnsvis være minst tre datagrupper for å løse systemet med tre lineære ligninger. Dette gir et estimat av de tre parameterne med statistiske feil. Det skal bemerkes at estimatet av parameteren A korrelerer med estimatene av parameterne B og C, siden

Følgelig vil en eventuell statistisk feil i B eller C forplante seg inn i estimatet av A.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir det tatt målinger for å redusere de statistiske feilene (variansene) i B og C. Parameteren A blir ikke brukt for det endelige estimatet av formasjonsdensiteten. Når variansene for B og C er blitt redusert, blir nye parametere BN og CN brukt til å oppnå formasjonsdensitet basert på dataene fra forskjellige veggavstandsgrupper:

mens rådensitetsmålingen er gitt ved Målingene kan være beheftet med en systematisk forskyvning på grunn av under-eller over-kompensasjon for virkningen av borefluidet i hovedribbenet. Det kan vises at den ovennevnte veiemåten minimaliserer variansen til Atinai og Araw. Ligning (7) midler målingene i forskjellige veggavstandsgrupper kompensert med et felles ribben. Ligning (6) midler målingene i forskjellige veggavstandsgrupper kompensert ved hjelp av et adaptivt ribben. I foreliggende oppfinnelse er det adaptive ribbenet fremskaffet ved å bruke et felles definert ribben bestemt av kurvene slik som vist på fig. 1 pluss en annen ordens kompensasjon ved å bruke BN og CN, og er gitt ved

For å redusere variansene til B og C i ligning (3), blir det gjort en antagelse om et lineært forhold mellom formasjonsdensiteten Af og parameterne B og C. Dermed blir

Helningen og skjæringen til disse lineære avhengighetene er definert av egen-skapene til slammet (slamdensitet og fotoelektrisk tverrsnitt), som varierer langsomt med dybden. Parameterne bo, bi, co og ci er kvasi-invariante. Et sterkt filter kan derfor anvendes på råestimatene av disse parameterne. De innledende tilnærmel-sene for disse parameterne er nuller. En første innsamling med forskjellige antall befolkende veggavstandsgrupper blir brukt til å oppnå et råestimat av parameterne A, B og C. Disse parameterne blir så matet til filtre for bo, bi, co og ci. Utganger av de filtrerte verdiene av bo, bi, co og ci sammen med råestimatet av formasjonsdensiteten, A, blir så brukt til å oppdatere parameterne B og C for å oppnå BN og CN. Så bli BN og CN brukt til å få et innledende estimat Atinai av densiteten ved å bruke ligning (7). Prosedyren blir så gjentatt ved nå å bruke Atinai istedenfor A i ligning (7) og det andre estimatet av Atinai blir fremskaffet. Filtreringsoperasjonen blir diskutert i det følgende.

For å finne både helning og skjæring for en lineær avhengighet, er det nødvendig å ha minst to målinger av parametere B og At for forskjellige formasjons-densiteter. Men siden begge målingene B og At har store statistiske feil, er to målinger ikke tilstrekkelig til å finne bo og bi med høy statistisk presisjon. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir det brukt mange målinger for B og At for å fremskaffe parameterne Bo og Bi ved å løse følgende system av lineære ligninger:

hvor symbolet +, betegner en midlingsprosess. I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen blir det istedenfor et enkelt gjennomsnitt over alle punktene, benyttet et eksponensielt, bevegelig gjennomsnitt med en veiefaktor V. Et slikt gjennomsnitt veier et nytt datapunkt med en faktor lik V«1 og det tidligere gjennomsnittet med en vekt lik (1 - V). Denne type gjennomsnitt gir større vekt til de siste punktene i rekken

og mindre vekt til de tidligere datapunktene. Denne typen gjennomsnitt kan uttrykkes på følgende måte:

Ved å anvende et eksponensielt, bevegelig gjennomsnitt benytter foreliggende oppfinnelse data fra en liten seksjon av borehullet foran det aktuelle punktet hvor vi evaluerer parameterne bo, bi og estimerer formasjonsdensiteten. Etter beregning av råverdier av parameterne bo, bi, blir et annet eksponensielt, bevegelig gjennomsnitt tatt med en annen eksponensiell veiefaktor lik 3. I en slik løsning starter begge parameterne bo, bi med null og konvergerer så langsomt til de virkelige verdiene etter hvert som flere data blir innsamlet. Analogt beregner og filtrerer co, ci. Parametere og V og 3 må velges slik at statistisk feil i Otinai på grunn av statistiske feil i parameterne B og C er meget mindre enn den statistiske feilen til rådensitetsmålingen.

Den statistiske feilen

til rådensitetsmålingen er en funksjon av variansene til densitetsmålingene i individuelle veggavstandsgrupper, gitt ved hvor x = Als - Ass, og Mf / Mx er helningen til det felles ribbenet slik det brukes i ligning (8) ovenfor. Variansen til rådensitetsmålingen Arawer gitt ved

Standardavvikene til SS-detektoren for gruppe k er gitt ved

hvor Nss.ker antall tellinger i gruppe k for SS-detektoren. Telleverdien for gruppe k for SS-detektoren er gitt ved nss.k= Nss.k/ Tk, hvor Tk er tiden i gruppe k. SS-densiteten er definert ved Lignende uttrykk finnes for fjerngruppen. Den statistiske feilen for de endelige densitetsmålingene er gitt ved

hvorWker vekten av den k. gruppen i de endelige densitetsmålingene. Når et tilstrekkelig stort antall data er blitt innsamlet, nærmer G>finai seg <J>raw.

Parametere og V og 3 må velges små nok for å sikre at tilstrekkelig innsamlingstid blir benyttet ved optimalisering av bo, bi, co og ci. I begynnelsen av LWD-kjøringen, når det er lite data tilgjengelig for å estimere korreksjons-koeffisientene for det felles ribbenet bo, bi, co og ci, vil den statistiske støyen forplante seg til det endelige densitetsestimatet og vil være sammenlignbart med den statistiske støyen i rådensitetsmålingen. Straks flere data blir tilgjengelige, forsvinner denne komponenten i den statistiske støyen, mens de optimaliserte densitetsmålingene blir nærmere densiteten for null veggavstand.

Avhengig av hvordan veggavstanden varierer med tid, kan den foreliggende oppfinnelse modifiseres. Når bare én gruppe er befolket, kan spesielt verken B eller C evalueres. Følgelig blir gruppestørrelsen redusert slik at data vil falle inn i mer enn én gruppe. Hvis alle dataene faller innenfor de to gruppene med den minste veggavstanden, så blir bare parameteren B brukt i den adaptive perioden. Hvis data faller i tre grupper med minste veggavstand, kan både B og C estimeres, men feilen i C vil være stor; dermed blir en liten vekt tildelt C når den brukes i filteret. Hvis fire grupper med data er tilgjengelige med adekvat statistikk, så behøver det ikke gjøres noen modifikasjoner. Hvis ingen data er tilgjengelige med de to minste veggavstandsgruppene, så kan til slutt verken B eller C evalueres.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet under henvisning til et gammastråleloggingsinstrument benyttet til å bestemme formasjonsdensitet. Fremgangsmåten kan like godt anvendes til å bestemme porøsitet i grunn-formasjoner ved å bruke en nøytronkilde og to atskilte detektorer.

Det vises nå til fig. 5 hvor de punktene som er betegnet med 303 viser aktuelle feltresultater ved bruk av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse i en MWD-anordning som beskrevet ovenfor, til å bestemme formasjonsdensitet. Punktene betegnet med 301 viser densiteter fremskaffet etter boringen av borehullet med en kabelanordning, dvs. med hovedsakelig null veggavstand. Som man kan se er MWD-målingene innledningsvis forskjellige fra de mer nøyaktige kabelmålingene. Etter at den adaptive metoden har hatt tid til å tilpasse seg, følger imidlertid de MWD-korrigerte målingene kabelmålingene meget tett.

Selv om den foregående beskrivelsen er rettet mot foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen, vil forskjellige modifikasjoner være opplagte for fagkyndige på området. Det er ment at alle variasjoner innenfor rammen av de vedføyde patentkrav skal omfattes av den foregående beskrivelsen.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for logging av en grunnformasjon, omfattende følgende trinn: (a) å transportere et loggeverktøy inn i et borehull i grunnformasjonen og rotere verktøyet deri; (b) å ta et antall fjernmålinger (LS-målinger) og et antall nærmålinger (SS-målinger) av en parameter av interesse i grunnformasjonen ved å bruke nukleære sensorer på loggeverktøyet over et tidsintervall under fortsatt rotasjon av verktøyet; (c) å bestemme en veggavstand tilknyttet hver av LS- og SS-målingene; og (d) å bruke en adaptiv ryggrads- og ribbens-metode for, fra antallet LS- og SS-målinger og deres tilhørende veggavstander, å bestemme et estimat av parameteren av interesse, karakterisert vedat den adaptive ryggrads- og ribbens-metode omfatter trinn med: (e) å definere et antall veggavstandsgrupper, (f) å bestemme et første estimat av densitet ved null veggavstand, og (g) å representere en kompensert densitet for hver veggavstandsgruppe som en funksjon av det første estimatet og veggavstandene til antallet veggavstandsgrupper.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor bestemmelsen av veggavstand videre omfatter trinn med å bruke en kaliper på loggeverktøyet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor kaliperen er en akustisk kaliper.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor kaliperen omfatter en akustisk sensor asimutalt innrettet med de nukleære sensorene.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor parameteren av interesse omfatter en volumdensitet for grunnformasjonen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor parameteren av interesse omfatter en porøsitet for grunnformasjonen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor funksjonen er en polynomfunksjon for veggavstandene.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor bestemmelsen av den estimerte volum-densiteten omfatter trinn med å minimalisere en statistisk feil i funksjons-representasjonen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor den statistiske feilen er en Chi-kvadrert (X2) -funksjon.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor det første estimatet blir fremskaffet ved å bruke en felles ryggrads- og ribbens-algoritme.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8, hvor minimaliseringen av den statistiske feilen videre omfatter filtrering av parametere i den funksjonelle representasjonen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, hvor filtreringen er en eksponensiell filtrering.

13. Anordning for logging-under-boring i et borehull i en grunnformasjon, omfattende: (a) en bunnhullsanordning eller -verktøy (BHA) transportert i borehullet; (b) minst to nukleære sensorer boret av BHA-verktøyet for å ta målinger av en parameter av interesse i grunnformasjonen; (c) en kaliper på BHA-verktøyet for måling av en veggavstand for de minst to sensorene i forhold til veggen i borehullet; (c) en prosessor som bruker: (i) målinger tatt av de minst to nukleære sensorene, og (ii) en adaptiv ryggrads- og ribbens-metode, og bestemmer derfra et estimat av parameteren av interesse korrigert for sensorenes veggavstand,karakterisert vedat prosessoren bruker den adaptive ryggrads- og ribbens-metode for: (e) å definere et antall veggavstandsgrupper, (f) å bestemme et første estimat av densitet ved null veggavstand, og (g) å representere en kompensert densitet for hver veggavstandsgruppe som en funksjon av det første estimatet og veggavstandene til antallet veggavstandsgrupper.

14. Anordning ifølge krav 13, hvor de minst to nukleære sensorene er valgt fra den gruppe som består av: (i) gammastrålingsdetektorer, og (ii) nøytrondetektorer.