NO344223B1

NO344223B1 - Anordning og fremgangsmåte for redusering av innvirkningen av eksentrisitetseffekter eller virvelstrømmer på nedihullsmålinger

Info

Publication number: NO344223B1
Application number: NO20111733A
Authority: NO
Inventors: David R Beard; Sheng Fang
Original assignee: Baker Hughes A Ge Co Llc
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2019-10-14
Also published as: WO2011006054A3; GB201121863D0; US8427164B2; US20110006775A1; NO20111733A1; BR112012000829A2; GB2483406B; GB2483406A; BR112012000829B1; WO2011006054A2

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsens område

[0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt bruk av resistivitetsverktøy for bestemmelse av egenskaper ved grunnformasjoner.

2. Teknisk bakgrunn

[0002] Elektromagnetisk induksjonsbaserte instrumenter eller verktøy for resistivitetslogging i brønner blir anvendt for å bestemme den elektriske konduktiviteten og dens inverse, resistiviteten, i grunnformasjoner som krysses av et borehull. En formasjons konduktivitet blir bestemt basert på resultater av måling av magnetfeltet fra virvelstrømmer indusert i formasjonen rundt borehullet. Den elektriske konduktiviteten blir anvendt, blant annet, for å estimere formasjonsfluidets egenskaper. Lav konduktivitet (høy resistivitet) er typisk forbundet med hydrokarbonførende grunnformasjoner. US 7,414,391 B2 vedrører et elektromagnetisk loggeverktøy som er utstyrt med et flertall av antenner, der minst én antenne har sin akse i en vinkel i forhold til en verktøyakse. Teknikker for kalibrering av loggeverktøyet innbefatter anordning av en testsløyfe rundt verktøyet, slik at en akse av verktøyet og et plan på hvilket testsløyfen ligger, danner en hellingsvinkel som er mellom ca.0 og ca.90 grader. Et indusert signal blir målt ved én av antennene ved å energisere en annen av antennene. I noen utførelser analyseres det induserte signalet som svarer til et maksimalt eller et minimalt ekstremalpunkt som er assosiert med en koblingseffekt på grunn av testsløyfen. I andre utførelser sammenlignes et korrigert signal med et beregnet signal.

[0003] Flerkomponent induksjonsbaserte måleverktøy blir ofte anvendt for å måle horisontal og vertikal resistivitet (eller konduktivitet), relative fallvinkler, strøkvinkler, sand- og skiferinnhold samt vannmetning. Videre kan flerkomponentmålinger bli anvendt for analyse av oppsprukkede grunnformasjoner, som også kan ha anisotrope lag. Induksjonsverktøyet er ofte eksentrisk posisjonert i borehullet under logging av ikke-vertikale partier av borehullet. Når verktøyet er eksentrisk posisjonert, er strømmen som induseres i borehullsfluid av de utsendte signalene asymmetrisk og forstyrrer derfor signalene som mottas av mottakerne fra formasjonen. I noen tilfeller kan eksentrisitetseffektene på målingene være sterke. Enkelte flerkomponent induksjonsbaserte verktøy anvender elektroder spredt rundt på verktøyet for å redusere eksentrisitetseffektene. Andre verktøy anvender multifrekvente fokuseringsmetoder. Resultatene er i mange tilfeller likevel ikke tilfredsstillende.

[0004] Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer forbedrede anordninger og fremgangsmåter som reduserer innvirkningen av eksentrisitet på resistivitetsmålingene.

OPPSUMMERING

[0005] Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkrav. I ett aspekt tilveiebringes en anordning for å redusere innvirkningen av verktøyeksentrisitet på resistivitetsmålinger. I en utførelsesform kan verktøyet omfatte: minst én sender på et verktøylegeme innrettet for å indusere elektriske signaler i en formasjon rundt et brønnhull; minst én mottaker på verktøylegemet anordnet i en avstand fra minst én sender innrettet for å motta elektriske signaler fra formasjonen som reaksjon på de induserte signalene i formasjonen; og et strømledende element mellom den minst ene senderen og den minst ene mottakeren, som står radielt ut fra verktøylegemet og er innrettet for å redusere eller hindre forplantning av virvelstrømmer generert av de elektriske signalene sendt ut av den minst ene senderen mellom den minst ene senderen og den minst ene mottakeren gjennom brønnhullsfluidet.

[0006] En annen utførelsesform som vil bli beskrevet er en fremgangsmåte for å redusere innvirkningen av verktøyeksentrisitet på resistivitetsmålinger i et brønnhull. I ett aspekt kan fremgangsmåten omfatte å: posisjonere et loggeverktøy med et verktøylegeme, en sender på verktøylegemet, en mottaker på verktøylegemet og et strømledende element mellom senderen og mottakeren som står radielt ut fra verktøylegemet for å redusere eller hindre flyt av virvelstrømmer fra senderen til mottakeren gjennom et fluid i brønnhullet; aktivisere senderen til å indusere elektromagnetiske bølger i formasjonen; motta signaler fra formasjonen ved mottakeren som reaksjon på de induserte elektromagnetiske bølgene i formasjonen; og prosessere signaler fra mottakeren for å bestemme en resistivitetsegenskap for formasjonen.

[0007] Eksempler på bestemte aspekter ved en fremgangsmåte og en anordning for å redusere innvirkningen av eksentrisitet av verktøyet i brønnhull på elektriske målinger er oppsummert nokså generelt for at den detaljerte beskrivelsen av disse som følger skal kunne forstås bedre og for at en skal se bidragene de representerer til teknikken. Oppfinnelsen har selvfølgelig ytterligere trekk, som vil bli beskrevet i det følgende og som vil danne gjenstanden for denne søknaden.

KORT BESKRIVELSE AV FIGURENE

[0008] Foreliggende oppfinnelse vil best forstås ved å henvise til de følgende figurene, der like henvisningstall generelt refererer til like elementer og der:

Figur 1 illustrerer et induksjonsverktøy anordnet i et brønnhull som krysser gjennom en grunnformasjon;

Figur 2 illustrerer en utførelsesform av et induksjonsverktøy med et strømledende element mellom en sender og en mottaker for å redusere eksentrisitetseffekter på mottakermålinger;

Figur 3 viser en utførelse av et strømledende element som kan bli anvendt for å redusere eksentrisitetseffekter på mottakermålinger i et induksjonsverktøy, så som verktøyet vist i figur 2;

Figur 4 viser en alternativ utførelse av et strømledende element som kan bli anvendt for å redusere eksentrisitetseffekter på mottakermålinger i et induksjonsverktøy, så som verktøyet vist i figur 2;

Figur 5 illustrerer induksjonsverktøyet vist i figur 2 med et sekundært strømledende element anordnet i en avstand fra senderen for ytterligere å redusere eksentrisitetseffektene på mottakermålingene og en eventuelt tilveiebragt ikke-strømledende sentreringsanordning innrettet for å sentrere induksjonsverktøyet i et brønnhull; og

Figur 6 er en tabell som viser simulerte resultater av mottakermålingene for flere alternative verktøyutførelser med og uten et radielt utstående strømledende element mellom senderen og mottakeren.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0009] I figur 1 er en elektromagnetisk induksjonsbasert brønnloggingsanordning 100 og et loggeverktøy 110 (også omtalt som "induksjonsverktøyet" eller "logge instrumentet") med et verktøylegeme 117 vist fraktet av en føringsstruktur 112 i et brønnhull 111 boret gjennom en grunnformasjon 119. Føringsstrukturen 112 kan være en hvilken som helst passende struktur, omfattende, men ikke begrenset til en armert kabel, en stålvaier, kveilrør og en skjøtet rørstreng. Kun for forklaringsformål, og ikke som en begrensning, er den viste føringsstrukturen 112 en kabel som er festet til induksjonsverktøyet 110 og blir beveget i brønnhullet over en trinse 113 festet til en overflatekonstruksjon 114, så som en rigg. Føringsstrukturen 112 kan være anordnet på en vinsj 116 på en plattform 115, så som en loggevogn. I aspekter kan induksjonsverktøyet 110 omfatte en senderseksjon 120 med én eller flere senderspoler og en mottakerseksjon 130, i en avstand fra senderseksjonen 120, med én eller flere mottakerspoler. Induksjonsverktøyet 110 omfatter i ett aspekt en mottaker-elektronikk-seksjon 135 som omfatter kretser for å motta signaler fra mottakerne 120, forsterke og digitalisere disse signalene og levere de digitaliserte signalene til en styringsenhet 170. Styringsenheten 170 kan omfatte en prosessor 172, så som en mikroprosessor, for å prosessere data i henhold til programmerte instruksjoner, en datalagringsanordning, så som et halvlederbasert minne, og programmer som inneholder instruksjoner og andre data tilgjengelig for prosessoren 172. Induksjonsverktøyet 110 omfatter også senderkretser 125 for å bevirke senderen til å generere elektromagnetiske signaler i henhold til instruksjonene tilveiebragt av styringsenheten 170. Systemet 100 kan videre omfatte en styringsenhet 140 på overflaten i toveiskommunikasjon med styringsenheten 170. Styringsenheten 140 kan være et datamaskinbasert system som omfatter en datamaskin og valgt periferiutstyr, så som fremvisningsanordninger. I operasjon induserer senderne elektromagnetiske signaler inn i grunnformasjonen og mottakerne mottar spenningssignaler fra formasjonen som reaksjon på de induserte elektromagnetiske signalene, og signalene blir deretter behandlet av styringsenheten 170. Brønnhullet avviker ofte fra vertikalen, og induksjonsverktøyet blir derfor eksentrisk under logging av brønnhullet, dvs. at verktøyaksen og brønnhullsaksen ikke er parallelle. Elektromagnetiske bølger generert av senderne i senderseksjonen 120 gjør at det går virvelstrømmer til mottakerne i mottakerseksjonen 130 gjennom fluidet 118 i borehullet 111. Når induksjonsverktøyet 110 er eksentrisk i brønnhullet, blir virvelstrømmene asymmetriske og forstyrrer målingene ved mottakeren. Eksentrisitet er definert som forskyvning mellom senterlinjen til verktøyet 110 og senterlinjen til borehullet 111. For å redusere eksentrisitetseffekten på målingene ved mottakeren kan induksjonsverktøyet 110 i ett aspekt være forsynt med et strømledende element 250 mellom senderseksjonen 120 og mottakerseksjonen 130. Det strømledende elementet 250 står radielt ut fra induksjonsverktøyets legeme for å undertrykke eller redusere virvelstrømmene som går fra senderne i senderseksjonen 120 til mottakerne i mottakerseksjonen 130 gjennom fluidet 118. Det strømledende elementet 250 kan være et metallelement eller kan omfatte metalliske partier med ønskede dimensjoner. Noen utvalgte utførelser av det strømledende elementet 250, plasseringen av slike strømledende elementer på induksjonsverktøyet 110 og virkemåten til induksjonsverktøyet 110 med et slikt strømledende element er beskrevet nærmere med støtte i figurene 2-6.

[0010] Hjelpeelektronikkenheten 126 kan omfatte én eller flere sendere (også omtalt som signalgeneratorer) og kraftforsterkere innrettet for å bevirke til flyt av vekselstrømmer med valgte frekvenser gjennom senderspoler i spolestammeenheten 120. En styringsenhet 170 koblet til senderne i senderseksjonen 120 styrer driften av induksjonsverktøyet 110 og prosesser signaler mottatt fra mottakerspolene i mottakerseksjonen 130. I ett aspekt kan styringsenheten 170 omfatte en prosessor 172, så som en mikroprosessor, en lagringsanordning 174, så som halvlederbasert minne, og dataprogrammer 176 som kan omfatte instruksjoner, data og modeller. Alternativt kan noe av eller all prosesseringen og styringen bli utført av en styringsenhet 140 på overflaten. Overflatestyringsenheten 140 kan omfatte en prosessor 142, så som en mikroprosessor, en lagringsanordning 144, så som et halvlederbasert minne, lagringsbånd eller et platelager, og ett eller flere programmer 146 som omfatter instruksjoner og datamodeller. Eksempelet i figur 1 viser en vertikal brønn for å lette forklaringen, men skal ikke forstås som en begrensning. Anordningene og fremgangsmåtene beskrevet her kan også bli anvendt med brønner som ikke er vertikale.

[0011] Figur 2 illustrerer en utførelsesform av et induksjonsverktøy 200 med et strømledende element 250 innrettet for å redusere eksentrisitetseffekter på mottakermålinger, ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Induksjonsverktøyet 200 er vist anordnet inne i et brønnhull 111 med en borehullsradius rb. I ett aspekt strekker det strømledende elementet 250 seg radielt ut fra verktøylegemet 210 og inn i brønnhullet 111. Det strømledende elementet 250 kan være laget av et hvilket som helst passende materiale og i en hvilken som helst passende form og størrelse. I ett aspekt kan det strømledende elementet 250 være av metall, herunder metalliske elementer eller en kombinasjon av metalliske og ikke-metalliske elementer. Det strømledende elementet 250 er vist som et sirkulært element i figur 2. Verktøyet 200 er vist å omfatte et verktøylegeme 210 med en verktøyradius eller utvendig radius rt. Verktøyet 200 omfatter en sentral langsgående bærer 205 innrettet for å holde elektriske kretser for verktøyet 200 og et isolerende element 215 rundt bæreren 205.

[0012] Fortsatt med henvisning til figur 2 er verktøyet 200 vist å omfatte en senderseksjon 220 som kan omfatte én eller flere senderspoler. Tre sendere 202, 204 og 206, omtalt som sendere Tx, Tzog Ty, er vist (z-aksen er verktøyets lengdeakse). Senderne Tx, Tyog Tzer vinklet i forhold til hverandre og kan i en utførelsesform stå vinkelrett eller hovedsakelig vinkelrett på hverandre. Svarende til senderne Tx, Tzog Tyomfatter verktøyet 200 tilhørende mottakere 212, 214 og 216, omtalt som mottakere Rx, Rzog Ry, i mottakerseksjonen 230. Mottakerne måler elektromagnetfelter fra grunnformasjonen som reaksjon på elektromagnetiske bølger indusert av sine tilhørende sendere. Verktøyet 200 kan også anvende ikke-ortogonale oppstillinger av senderne og mottakerne. Verktøyet 200 omfatter en krets 222 innrettet for å styre driften av senderne. Kretsen 222 kan omfatte en styringsenhet 224 som omfatter en prosessor 226, en datalagringsanordning 228 tilgjengelig for prosessoren 226 og programmer 229 lagret i datalagringsanordningen 228 for å styre driften av senderne. En mottakerkrets 232 kan være tilveiebragt for å prosessere signaler fra mottakerne og levere de prosesserte signalene til prosessoren 226 for ytterligere prosessering. I operasjon kan styringsenheten 222 eksitere senderne Tx, Tzog Tyuavhengig av hverandre. Mottakerne Rx, Rzog Rymottar henholdsvis signaler Rxx, Rzzog Ryysvarende til elektromagnetfeltene Hxx, Hyyog Hxy(ikke vist) indusert av senderne Tx, Tzog Tyi formasjonen 119 (figur 1). Prosessoren 226 og/eller prosessoren 142 (figur 1) på overflaten kan prosessere de mottatte signalene og frembringe et mål for resistivitet (eller dens inverse, konduktivitet) i formasjonen 119.

[0013] Fortsatt med henvisning til figur 2 kan verktøyet 200 i ett aspekt videre omfatte et strømledende element 250 innrettet for å redusere gangen av virvelstrømmer gjennom borehullsfluidet 211 fra senderne 220 til mottakerne 230 og således eksentrisitetseffekten på mottakermålingene. I en utførelsesform kan det strømledende elementet 250 ha en radius rmsom er større enn radien rttil verktøyet og mindre enn radien rbtil borehullet 111.

[0014] Figur 3 viser et grunnriss av et strømledende element 300 tilvirket i samsvar med en utførelsesform av oppfinnelsen. Det strømledende elementet 300 kan bli anvendt i et induksjonsverktøy for å redusere innvirkningen av eksentrisitet. I en utførelse kan det strømledende elementet 300 være utformet som en skive med en utvendig periferi 310 og et indre hull 320. Skiveelementet 310 har radius rm. Hullet 320 er dimensjonert for å passe på utsiden av verktøylegemet 210 (figur 2).

Eksitasjon av en sender i verktøyet genererer virvelstrømmer i fluidet 211 i borehullet 111. Det strømledende elementet 300 kan være laget av et hvilket som helst materiale som reduserer eller hindrer flyt av slike virvelstrømmer fra senderen til mottakerne gjennom fluidet 211 i borehullet 111. Skiveelementet 310, eller deler av dette, kan i ett aspekt være laget av et hvilket som helst passende metallmateriale. Kombinasjoner av metalliske og ikke-metalliske elementer kan også bli anvendt for å danne skiveelementet 310. Det strømledende elementet 300 kan være laget med tilstrekkelig styrke til at det, i en utførelse, er i stand til å sentrere verktøyet 200 når verktøyet 200 blir beveget i borehullet 111 under logging av borehullet 111. Det strømledende elementet 300 kan ha en passende dybde "d" (figur 2) for å sørge for stabilitet og/eller styrke for det strømledende elementet. Dimensjonene (utvendige dimensjoner, form, tykkelse, dybde "d", osv.) og typen materiale kan velges basert på verktøyets størrelse, borehullets diameter, brønnhullets avvik fra vertikalen og hvilke som helst andre faktorer. Selv om et sirkulært strømledende element er beskrevet, kan det strømledende elementet ha hvilke som helst andre former og dimensjoner for formålet med denne beskrivelsen. I alminnelighet er det ønskelig å redusere mellomrommet mellom det strømledende elementet 300 og borehullet 111 så mye at en oppnår en ønsket reduksjon i eksentrisitetseffektene på mottakermålingen under logging av et borehull.

[0015] Figur 4 viser et grunnriss av et strømledende element 400 tilvirket i samsvar med en annen utførelsesform. Det strømledende elementet 400 kan bli anvendt i et induksjonsverktøy for å redusere eksentrisitetseffekten på mottakermålingene. Det strømledende elementet 400 er vist i form av et sirkulært hjul med en ytre ring 410 og en indre ring 420 koblet sammen av et antall atskilte, strømledende eikestrukturer 412a-412n. Hver eikestruktur kan være laget av et passende strømledende materiale, så som et metall eller en legering eller en kombinasjon av metalliske og ikke-metalliske elementer. Rommene eller gapene mellom tilstøtende eiker er angitt med referansenummer 414a-414n. Den indre ringen 420 kan være dimensjonert for å kobles til utsiden av verktøylegemet 210. Det strømledende elementet 400 lar fluidet 211 i borehullet strømme gjennom rommene 214a-214n når verktøyet blir beveget under loggeoperasjoner. Antallet eiker og størrelsen og dimensjonene til hver av eikene 412a-412n kan velges for å oppnå en ønsket reduksjon av eksentrisitetseffekten på mottakermålingene.

[0016] Figur 5 viser et induksjonsverktøy 500 som representerer det samme verktøyet som 200 (figur 2), men i tillegg omfatter et sekundært strømledende element 510 (også omtalt som en stamme eller elektrode) oppihulls senderseksjonen 220 for ytterligere å redusere eksentrisitetseffekter på mottakermålingene. Det sekundære strømledende elementet 510 kan være laget av et hvilket som helst passende strømledende materiale, så som metall, en kombinasjon av metaller og en kombinasjon av metalliske og ikke-metalliske komponenter. Det sekundære strømledende elementet 510 står radielt utover fra verktøylegemet 210. I ett aspekt kan det sekundære strømledende elementet 510 strekke seg ut til de utvendige dimensjonene til verktøylegemet 210 på verktøyet 500. En ikke-strømledende eller hovedsakelig ikke-strømledende sentreringsanordning 550 med en valgt dybde d1kan eventuelt være tilveiebragt hvor som helst på verktøyet 500 for å bistå sentrering av verktøyet 500 i borehullet 111. Radien rinsutil sentreringsanordningen 550 er mindre enn borehullets radius rb. Sentreringsanordningen 550 kan være festet til verktøylegemet 210 på en hvilken som helst passende måte. Dimensjonene, materialet og styrken til sentreringsanordningen 550 kan være valgt for å oppnå en ønsket stabilitet av verktøyet 500 under logging av borehullet.

[0017] For et flerkomponent loggeverktøy, så som vist i figur 2, er prinsipalkomponenten svarende til eksentristetens retning (retningen til forskyvningen av verktøyet) i borehullet upåvirket av eksentrisitet; dvs. at dersom verktøyet er forskjøvet i x-retning, er komponenten Hxxupåvirket av eksentrisiteten. Alle andre komponenter er påvirket av eksentrisiteten. Figur 6 er en tabell som viser eksentrisitetseffekten på mottakermålinger fra et induksjonsverktøy med og uten et strømledende element. Kolonne 601 viser de forskjellige scenariene; kolonne 602 viser målt Hxxved en mottaker når verktøyet er sentrert, dvs. ingen eksentrisitet; kolonne 603 viser målt Hxxav mottakeren når verktøyet er posisjonert i brønnhullet med 12,7 mm (0,5 tomme) eksentrisitet; kolonne 604 viser prosentvis endring av målt Hxxsom følge av 12,7 mm eksentrisitet; og kolonne 605 viser verktøyutførelsen. I alle tilfellene er eksentrisiteten i y-retning.

[0018] Med unntak av scenario 5 svarer alle scenarier til et borehull med en radius på 10,16 cm (fire tommer). Scenario 5 svarer til en borehullsradius på 15,24 cm

(6 tommer). Mellomrommet mellom det strømledende elementet og borehullet er 12,7 mm hele veien rundt. Scenario 1, rad 610 viser simuleringsresultatene for et induksjonsverktøy uten et strømledende element mellom sender og mottaker. For et sentrert verktøy, dvs. ingen eksentrisitet, er målt Hxx(sentrert) 0,885E-4. Målt Hxx(0,5" ecc.) med 12,7 mm eksentrisitet er 2,192E-4. Innvirkningen av 12,7 mm eksentrisitet på verktøyet kan beregnes som Hxx(0.5" ecc.) minus Hxx(sentrert) dividert med Hxx(0.5" ecc.), eller (2,192 - 0,885E-5) / 0,885E-5 = 147,7 %. Scenario 2, rad 620 viser eksentrisitetseffekten for et induksjonsverktøy med et strømledende element. Den prosentvise endringen er redusert til -10,7%. Når det sekundære strømledende elementet anordnet over senderen strekkes ut radielt, Scenario 3, rad 630, øker eksentrisitetseffekten (-20,8%), noe som indikerer at den radielle utstrekkingen av det sekundære strømledende elementet ikke nødvendigvis er en fordel.

[0019] Scenario 4, rad 640 viser resultater når borehullets radius rb= 15,24 cm og verktøyet omfatter et strømledende element. Eksentrisitetseffekten på målt Hxxer 16,8%, som er høyere enn den fra det lille borehullet (Scenario 2). Scenario 5, rad 650 viser en effekt på 7% når et lengre sekundært strømledende element (25,4 cm vertikal lengde) blir anvendt på det anvendte verktøyet. En sammenlikning av Scenario 2 med Scenario 1 viser at bruk av et strømledende element reduserer eksentrisitetseffekten fra 147,75 til -10,7%. En sammenlikning av resultatene av målinger vist i Scenario 5 og Scenario 2 viser en forbedring fra -10,7 % til 7% når et lengre sekundært strømledende element blir anvendt sammen med et strømledende element mellom sender og mottaker. Dataene i figur 6 viser at bruk av et strømledende element på et induksjonsverktøy kan redusere eksentrisitetseffekten.

Ytterligere reduksjon av eksentrisitetseffekten kan oppnås ved å legge til et sekundært strømledende element over senderen. Størrelsen til, typen og plasseringen av det strømledende elementet og/eller det sekundære strømledende elementet kan velges basert på verktøyets dimensjon, borehullets størrelse og form og hvilke som helst andre faktorer for å oppnå en ønsket reduksjon i innvirkningen av eksentrisitet på mottakermålingene i et induksjonsverktøy.

[0020] Anordningen kan således redusere innvirkningen av induserte strømmer i brønnhullet på to måter. Den første er ved fysisk å blokkere eller undertrykke virvelstrømmen som forplanter seg aksielt i borehullet. Dette gjøres av den massive delen av skiven 300 og av eikestrukturene 414a-414n. Den andre er ved fysisk å redusere eksentrisiteten slik at eksentrisitetseffekten på andre komponenter enn prinsipalkomponenten langs eksentrisitetens retning reduseres.

[0021] For formålet med denne beskrivelsen kan noe av eller all prosesseringen bli utført av en prosessor nede i hullet, en prosessor på overflaten eller en fjern prosessor. Implisitt i styring og prosessering av dataene er bruk av et dataprogram på et passende maskinlesbart medium som setter prosessoren i stand til å utføre styringen og prosesseringen. Det maskinlesbare mediet kan omfatte, men er ikke begrenset til ROM, EPROM, EEPROM, flashminne og optisk platelager. Oppfinnelsen kan også bli anvendt i forbindelse med et måling-under-boring-verktøy der flerkomponent- og flergruppemålingene blir utført ved anvendelse av en passende anordning på en bunnhullsenhet som fraktes på et borerør, så som en borestreng.

[0022] I ett aspekt tilveiebringer oppfinnelsen således en anordning for bruk i et brønnhull for å bestemme en egenskap ved en grunnformasjon. I en utførelsesform kan anordningen omfatte minst én sender på et verktøylegeme innrettet for å indusere elektromagnetiske bølger i grunnformasjonen rundt brønnhullet, minst én mottaker på verktøylegemet innrettet for å tilveiebringe elektriske signaler som reaksjon på de induserte elektromagnetiske bølgene, et strømledende element anordnet mellom den minst ene senderen og den minst ene mottakeren, der det strømledende elementet står utover fra verktøylegemet for å hindre eller redusere forplantning av virvelstrømmer som går gjennom brønnhullsfluid mellom den minst ene senderen og den minst ene mottakeren, og en prosessor innrettet for å prosessere signalene tilveiebragt av den minst ene mottakeren for å bestemme egenskapen ved grunnformasjonen. I et annet aspekt kan verktøyet omfatte flere sendere og flere mottakere som danner et flerkomponent induksjonsverktøy. I et annet aspekt kan anordningen videre omfatte et sekundært strømledende element anordnet i en avstand fra den minst ene senderen og innrettet for å redusere innvirkningen av eksentrisitet av verktøylegemet i brønnhullet på signalene som tilveiebringes av den minst ene mottakeren. I et annet aspekt kan anordningen videre omfatte et ikkestrømledende eller hovedsakelig ikke-strømledende element anordnet i en avstand fra den minst ene mottakeren for ytterligere å redusere innvirkningen av eksentrisitet av verktøylegemet i brønnhullet på signalene som tilveiebringes av den minst ene mottakeren. Det ikke-strømledende elementet kan være koblet til verktøylegemet på en hvilken som helst passende måte og plassert hvor som helst på verktøylegemet. I ett aspekt kan det strømledende elementet omfatte et metallelement som står radielt vekk fra verktøylegemet. I et annet aspekt kan det strømledende elementet omfatte et antall innbyrdes forskjøvne elementer som står radielt ut fra eller nær ved verktøylegemet. I nok et annet aspekt kan det strømledende elementet omfatte ett eller flere gap mellom det ene eller de flere innbyrdes forskjøvne elementene innrettet for å muliggjøre strømning av brønnhullsfluidet derigjennom når verktøyet er i bevegelse inne i brønnhullet. I et annet aspekt kan anordningen også omfatte et sentralt strømledende element og et ytre isolerende element, der den minst ene senderen og den minst ene mottakeren omfatter viklinger rundt det isolerende elementet. Anordningen kan også omfatte en prosessor innrettet for å analysere data fremkommet gjennom aktivering av den minst ene senderantennen med loggeverktøyet i brønnhullet. I nok et annet aspekt kan anordningen videre omfatte en sentreringsanordning innrettet for å holde verktøylegemet hovedsakelig sentrert i brønnhullet under logging av brønnhullet og således redusere innvirkningen av virvelstrømmene som går gjennom brønnhullsfluidet mellom den minst ene senderen og den minst ene mottakeren.

[0023] Den foregående beskrivelsen er rettet mot bestemte konkrete utførelsesformer for å lette forklaringen. Forskjellige endringer og modifikasjoner av disse utførelsesformene vil imidlertid være nærliggende for fagmannen. Alle slike endringer og modifikasjoner skal således anses å falle innenfor rammen som er definert av de vedføyde krav.

Claims

PATENTKRAV

1. Anordning til bruk i et brønnhull (111) for estimering av en egenskap ved en formasjon (119), omfattende:

en sender (120, 202, 204, 206, 220) innrettet for indusering av elektromagnetiske bølger i formasjonen (119);

en mottaker (130, 212, 214, 216, 230) innrettet for tilveiebringing av signaler som reaksjon på de induserte elektromagnetiske bølgene;

et strømledende element (250, 300, 400) mellom senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230) som står utover fra et verktøylegeme (117, 210) og er innrettet for redusering av forplantning av virvelstrømmer gjennom et fluid (118, 211) i brønnhullet (111) mellom senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230); og

en prosessor (142, 172, 226) innrettet for prosessering av signalene tilveiebragt av mottakeren (130, 212, 214, 216, 230), for estimering av egenskapen ved formasjonen (119), hvor egenskapen er minst én av: horisontal og/eller vertikal resistivitet og/eller konduktivitet til fluidet (118, 211) og/eller til formasjonen (119).

2. Anordning ifølge krav 1, der det strømledende elementet (250, 300, 400) omfatter et metallelement som står utover fra verktøylegemet (117, 210).

3. Anordning ifølge krav 2, der metallelementet er innrettet for å tillate passasje av fluidet (118, 211) mellom senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230).

4. Anordning ifølge krav 2, der metallelementet er koblet til verktøylegemet (117, 210) og et ytre element, og der metallelementet opptar mer enn halvparten av et rom mellom verktøylegemet (117, 210) og det ytre elementet.

5. Anordning ifølge krav 1, der det strømledende elementet (250, 300, 400) er anordnet rundt et ikke-strømledende element på verktøylegemet (117, 210).

6. Anordning ifølge krav 1, videre omfattende et sekundært strømledende element (510) anordnet i en avstand fra senderen (120, 202, 204, 206, 220) og innrettet for redusering av innvirkningen av eksentrisitet av verktøylegemet (117, 210) på signalene tilveiebragt av mottakeren (130, 212, 214, 216, 230).

7. Anordning ifølge krav 1, videre omfattende en sentreringsanordning (550) innrettet for å holde verktøylegemet (117, 210) hovedsakelig sentrert i brønnhullet (111) for redusering av innvirkningen av virvelstrømmene som går gjennom fluidet (118, 211) i brønnhullet (111) mellom senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230).

8. Anordning ifølge krav 7, der sentreringsanordningen (550) er hovedsakelig elektrisk isolerende eller ikke-strømledende.

9. Anordning ifølge krav 1, der verktøylegemet (117, 210) omfatter et sentralt strømledende element (205) og et ytre isolerende element (215), og der både senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230) omfatter en vikling rundt det ytre isolerende elementet (215).

10. Anordning ifølge krav 1, der prosessoren (142, 172, 226) befinner seg ved én av: et sted på overflaten og/eller i verktøylegemet (117, 210).

11. Anordning (100) ifølge krav 1, hvor senderen (120, 202, 204, 206, 220), mottakeren (130, 212, 214, 216, 230) og det strømledende elementet (250, 300, 400) er anordnet i et verktøy (110, 200, 500) som omfatter verktøylegemet (117, 210), idet verktøyet (110, 200, 500) er innrettet for å bli fraktet i brønnhullet (111).

12. Anordning ifølge krav 11, videre omfattende en føringsstruktur (112) koblet til verktøyet (110, 200, 500) og innrettet for frakting av verktøyet (110, 200, 500) inn i brønnhullet (111).

13. Fremgangsmåte for å estimere en egenskap ved en formasjon (119), omfattende følgende trinn:

å frakte et verktøy som omfatter en sender (120, 202, 204, 206, 220) og en mottaker (130, 212, 214, 216, 230) inn i et brønnhull (111) som inneholder et fluid (118, 211);

å indusere elektromagnetiske bølger i formasjonen (119) ved hjelp av senderen (120, 202, 204, 206, 220);

å redusere forplantning av virvelstrømmer som vandrer i fluidet (118, 211) mellom senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230) ved hjelp av et strømledende element (250, 300, 400) som står utover fra verktøylegemet (117, 210) mellom senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230);

å detektere signaler som reaksjon på de induserte elektromagnetiske bølgene i formasjonen (119) ved anvendelse av mottakeren (130, 212, 214, 216, 230); og å prosessere de detekterte signalene ved en prosessor (142, 172, 226) for å estimere egenskapen ved grunnformasjonen (119),

hvor egenskapen er minst én av: horisontal og/eller vertikal resistivitet og/eller konduktivitet til fluidet (118, 211) og/eller til formasjonen (119).

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, videre omfattende trinnet med å redusere innvirkningen av eksentrisitet av verktøylegemet (117, 210) på de detekterte signalene ved hjelp av et sekundært strømledende element (510) anordnet i en avstand fra senderen (120, 202, 204, 206, 220).

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13, videre omfattende trinnet med å plassere et hovedsakelig ikke-metallisk element (550) stående utover fra verktøylegemet (117, 210) og i en avstand fra senderen (120, 202, 204, 206, 220) for å redusere innvirkningen av eksentrisitet av verktøylegemet (117, 210) på de detekterte signalene.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, videre omfattende trinnet med å hovedsakelig sentrere verktøyet i brønnhullet (111) når signalene detekteres.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 13, videre omfattende trinnet med å utforme det strømledende elementet (250, 300, 400) for å muliggjøre passasje av fluidet (118, 211) mellom senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, der det strømledende elementet (250, 300, 400) omfatter et metallelement koblet til verktøylegemet (117, 210) ved en første ende og til et element som står utover fra verktøylegemet (117, 210) ved en andre ende.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 13, videre omfattende trinnet med å anordne senderen (120, 202, 204, 206, 220) og mottakeren (130, 212, 214, 216, 230) på et ikke-strømledende element på verktøylegemet (117, 210).