NO344311B1 - Apparat og fremgangsmåte for å estimere sektoroppholdstid for en føler på et roterende borehullsverktøy - Google Patents

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsens område

[0002] Denne oppfinnelsen vedrører generelt et apparat og en fremgangsmåte for å tilveiebringe avbildninger vedrørende borestrengens oppførsel under boring av brønnhull.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

[0003] Brønnhull (også kalt "borehull") blir boret i jordens undergrunnsformasjoner for produksjon av hydrokarboner (olje og gass). En borestreng som omfatter en boreenhet (også kalt en "bunnhullsenhet" eller "BHA") med en borkrone ved sin nedre ende blir anvendt for å bore brønnhullet. Borestrengen og således boreenheten blir rotert for å bore brønnhullet. Boreenheten fører typisk en rekke forskjellige formasjonsevalueringsverktøy, generelt omtalt som logging-under-boring-("LWD")-verktøy eller måling-under-boring-("MWD")-verktøy for å estimere forskjellige parametere vedrørende formasjonen rundt brønnhullet. Noen slike verktøy deler inn brønnhullet i et antall sektorer og presenterer dataene eller avbildningen vedrørende en formasjonsparameter svarende til hver sektor. Andre nedihullsverktøy (så som mekaniske kalibermålere, elektriske verktøy og akustiske verktøy) tilveiebringer avbildninger av innsiden av brønnhullet (dvs. veggen i brønnhullet). Enkelte slike verktøy registrerer også tiden hver sektor tar under hver omdreining. Denne tiden omtales her som sektoroppholdstiden ("SRT" - Sector Residence Time) og dataene vedrørende denne omtales som SRT-dataene. SRT-dataene blir i alminnelighet anvendt sammen med målingene fra formasjonsverktøyene for å tilveiebringe avbildninger av innsiden av brønnhullet. US 2007/0112521 A1 vedrører målinger som er laget av en formasjonevalueringssensor nede i et borehull. Målingene behandles for å produsere et bilde, og en bitstrøm som karakteriserer bildet, blir overført opphulls. Parametrene som brukes i nedhullsbehandlingen, er dynamisk foranderlige. US 7,295,928 B2 omhandler en fremgangsmåte og et apparat for logging av en grunnformasjon og anskaffelse av undergrunnsinformasjon, hvor et loggingsverktøy blir transportert i et borehull for å få parametere av interesse. Parametrene av interesse som fås, kan være densitet, akustiske, magnetiske eller elektriske verdier som er kjent på området. Om nødvendig vil asimuter som er assosiert med målingene, bli fått, og korrigeringer vil bli påført. De korrigerte dataene kan bli filtrert og/eller utjevnet. Parametrene av interesse som er assosiert med asimutiske sektorer, blir dybdetilpasset, oppløsningtilpasset og filtrert, og anskaffelseseffektene blir fjernet. Dataene blir støyundertrukt ved bruk av en bølgetransformasjon med flere oppløsninger. Dataene som er anskaffet med separate transdusere, blir oppløsningtilpasset for å få en oppløsningtilpasset dataserie. Derefter kan de oppløsningtilpassede dataene bli støyundertrukt ved bruk av en bølgetransformasjon med flere oppløsninger. Oppfinnelsen her vedrører apparater og fremgangsmåter som anvender SRT-dataene og tilveiebringer avbildninger av parametere vedrørende boreenhetens oppførsel under boring av brønnhullet, samt bruk av disse avbildningene til å forbedre boringen av brønnhullet.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

[0004] Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige patentkrav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige patentkrav. I ett aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å tilveiebringe en avbildning vedrørende en bunnhullsenhet under boring av et brønnhull. Fremgangsmåten omfatter det å bore brønnhullet ved å rotere en borestreng som fører bunnhullsenheten i sin ene ende; dele inn den innvendige periferien til brønnhullet i flere sektorer; bestemme hvor lang tid en føler anordnet på borestrengen tilbringer i hver sektor under hver omdreining av bunnhullsenheten i brønnhullet ("sektoroppholdstid"); og tilveiebringe avbildningen av sektoroppholdstidene vedrørende bunnhullsenheten for et valgt brønnhullsdyp.

[0005] Avbildningen kan svare til en avbildning av bunnhullsenhetens rotasjon i asimutretning og kan være én av: en logg med tall i en passende enhet; en logg av sektoroppholdstider over dyp; og en logg av sektoroppholdstider over dyp som viser farger svarende til verdien til sektoroppholdstidene. Fremgangsmåten kan estimere fra avbildningen opptreden av minst én av: jevn rotasjon; "railroad"-rotasjon; hurtiglangsom vinkelbevegelse som ikke endrer seg med dypet; ujevn rotasjon; og ujevn rotasjon med fremdrift. En rotasjonsparameter for borestrengen, så som rykkvis gange, spinn og vibrasjon, kan også bli estimert fra den frembragte avbildningen. I ett aspekt omfatter ikke avbildningen noen orienteringsreferanse for bunnhullsenheten.

[0006] I ett aspekt blir sektoroppholdstiden for en gitt sektor bestemt ved å slå sammen sektoroppholdstider for den aktuelle sektoren målt under flere omdreininger av bunnhullsenheten. Fremgangsmåten kan estimere vinkelhastighet for sektorene fra sektoroppholdstidene og rotasjonshastigheten til bunnhullsenheten. Fremgangsmåten omfatter videre det å endre en boreparameter for fortsatt boring av brønnhullet basert i hvert fall delvis på avbildningen av sektoroppholdstidene. Boreparameteren kan for eksempel omfatte borkronetrykk; borestrengens rotasjonshastighet; og strømningsmengde av borefluid gjennom borestrengen. I et eksempel på utførelse er føleren er én av: (i) en gammastrålingsføler; og (ii) en kjerneføler.

[0007] I et annet spekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse et apparat for å frembringe en avbildning vedrørende en bunnhullsenhet under boring av et brønnhull. Apparatet omfatter en borestreng som roteres for å bore brønnhullet; en bunnhullsenhet innrettet for å bli ført inn i brønnhullet ved den ene enden av borestrengen; og en prosessor innrettet for å: dele inn den innvendige periferien til brønnhullet i flere sektorer, bestemme hvor lang tid en føler anordnet på borestrengen tilbringer i hver sektor under hver omdreining av bunnhullsenheten i brønnhullet ("sektoroppholdstid"), og tilveiebringe avbildningen av sektoroppholdstidene vedrørende bunnhullsenheten for et valgt brønnhullsdyp.

[0008] I ett aspekt svarer avbildningen til en avbildning av bunnhullsenhetens rotasjon i asimutretning og kan bli vist ved hjelp av én av: en logg med tall i en passende enhet; en logg av sektoroppholdstider over dyp; og en logg av sektoroppholdstider over dyp som viser farger svarende til verdien til sektoroppholdstidene. I et annet aspekt estimerer prosessoren fra avbildningen opptreden av minst én av: jevn rotasjon; "railroad"-rotasjon; hurtig-langsom vinkelbevegelse som ikke endrer seg med dypet; ujevn rotasjon; og ujevn rotasjon med fremdrift. Prosessoren kan videre estimere en rotasjonsparameter for borestrengen fra det frembragte avbildningen som er minst én av: (i) rykkvis gange; (ii) spinn; og (iii) vibrasjon. Avbildningen kan, men trenger ikke omfatte en orienteringsreferanse for bunnhullsenheten.

[0009] Prosessoren kan bestemme sektoroppholdstiden for en gitt sektor av de flere sektorene ved å slå sammen sektoroppholdstider for den aktuelle sektoren målt under flere omdreininger av bunnhullsenheten. Prosessoren kan også estimere vinkelhastighet i sektorene fra sektoroppholdstidene og rotasjonshastigheten til bunnhullsenheten. Prosessoren kan også endre en boreparameter basert i hvert fall delvis på avbildningen av sektoroppholdstidene for fortsatt boring av brønnhullet. Boreparameteren kan omfatte én av: (i) borkronetrykk; (ii) borestrengens rotasjonshastighet; og (iii) strømningsmengde av borefluid gjennom borestrengen. Føleren kan omfatte minst én av: (i) en gammastrålingsføler; og (ii) en kjerneføler.

[0010] I et annet aspekt tilveiebringer foreliggende oppfinnelse et datamaskinlesbart medium der det er lagret instruksjoner som, når de blir lest av minst én prosessor, utfører en fremgangsmåte. Fremgangsmåten omfatter det å dele inn den innvendige periferien til brønnhullet i flere sektorer; bestemme hvor lang tid en føler anordnet på en roterende borestreng tilbringer i hver sektor under hver omdreining av en bunnhullsenhet som føres i brønnhullet på en roterende borestreng ("sektoroppholdstid"); tilveiebringe en avbildning av sektoroppholdstidene vedrørende bunnhullsenheten for et valgt brønnhullsdyp; og lagre avbildningen på et passende medium. I ett aspekt omfatter det datamaskinlesbare mediet minst én av (i) et RAM, (ii) et ROM, (iii) et EPROM, (iv) et EAROM, (v) et flashminne og (vi) et optisk platelager.

[0011] Eksempler på noen utvalgte trekk ved fremgangsmåtene og apparatene for å generere avbildninger av sektoroppholdstid er oppsummert nokså generelt for at den detaljerte beskrivelsen av disse som følger skal forstås bedre og for at en skal kunne se bidragene de representerer til teknikken. Oppfinnelsen omfatter selvfølgelig ytterligere trekk, som vil bli beskrevet i det følgende og som vil danne gjenstand for kravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0012] For detaljert forståelse av de forskjellige trekkene ved apparatene og fremgangsmåtene for å generere SRT-avbildninger henvises til den følgende detaljerte beskrivelsen sett sammen med de vedlagte tegningene, der like elementer stort sett er angitt med like henvisningstall og der:

Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av et eksempel på boresystem som omfatter en boreenhet som fører et verktøy for å tilveiebringe SRT-avbildninger ifølge én utførelsesform av oppfinnelsen;

Figur 2 viser en datamatrise som inneholder genererte sektoroppholdstider for hver sektor for et valgt brønnhullsdyp;

Figur 3 viser et blokkdiagram av et nedihullsverktøy for å generere SRT-avbildninger ifølge én utførelsesform av oppfinnelsen;

Figur 4 viser et eksempel på avbildning av en formasjonsegenskap; og Figur 5 viser et eksempel på SRT-avbildning som kan bli generert i samsvar med ett aspekt ved oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0013] Figur 1 viser et skjematisk diagram av et boresystem 100 for å bore et brønnhull 126 i en jordformasjon 160 og for å estimere egenskaper eller trekk av interesse ved formasjonen 160 under boring av brønnhullet. Boresystemet 100 omfatter en borestreng 120 som omfatter en boreenhet eller BHA 190 festet til en nedre ende av et borerør 122. Boresystemet 100 er vist å omfatte et tradisjonelt boretårn 111 oppstilt på et gulv 112 som støtter et rotasjonsbord 114 som blir rotert av en drivanordning, så som en elektrisk motor (ikke vist), for å rotere borerørdelen 122 med en ønsket rotasjonshastighet. Borerøret 122 omfatter typisk sammenføyde metalliske rørlengder og står nedover fra rotasjonsbordet 114 og inn i brønnhullet 126. En borkrone 150, festet til den nedre enden av bunnhullsenheten 190, maler opp de geologiske formasjonene når borkronen blir rotert. Borestrengen 120 er koblet til et heiseverk 130 via et rotasjonsrørledd 121, en svivel 128 og en line 129 gjennom en trinse 123. Under boring av brønnhullet 126 styrer et heiseverk 130 borkronetrykket ("WOB" - Weight-on-Bit), som påvirker borehastigheten ("ROP" - Rate of Penetration) til borkronen inn i formasjonen 160.

[0014] For å bore brønnhullet 126 blir et passende borefluid eller slam 131 fra en kilde eller slamtank 132 forsynt under trykk til borestrengen 120 av en slampumpe 134. Borefluidet 131 strømmer fra slampumpen 134 og inn i borerøret 122 via en fluidkanal 138. Borefluidet 131 strømmer ut i bunnen 151 av brønnhullet gjennom passende åpninger ved bunnen av borkronen 150. Borefluidet 131 returnerer til overflaten via ringrommet 127 mellom borestrengen 120 og brønnhullet 126 og så til slamtanken 132 via en returkanal 135. En føler S1i kanalen 138 gjør målinger av strømningsmengden av fluidet 131. En dreiemomentføler på overflaten S2og en føler S3tilknyttet borestrengen 120 tilveiebringer henholdsvis informasjon om dreiemomentet på og rotasjonshastigheten til borestrengen. I tillegg kan én eller flere følere (kollektivt referert til som S4) tilknyttet linen 129 bli anvendt for å måle kroklasten fra borestrengen 120 og fremskaffe informasjon om andre parametere vedrørende boringen av brønnhullet 126.

[0015] I noen anvendelser blir borkronen 150 rotert kun ved å rotere borerøret 122. I andre anvendelser kan en boremotor 155 (også omtalt som "slammotoren") anordnet i boreenheten 190 bli anvendt for å rotere borkronen 150 og/eller for å øke borestrengens rotasjonshastighet.

[0016] Boresystemet 100 kan videre omfatte en styringsenhet 140 på overflaten innrettet for å frembringe informasjon om boreoperasjonene og for å styre bestemte ønskede boreoperasjoner. I ett aspekt kan overflate-styringsenheten 140 være et datamaskin-basert system som omfatter én eller flere prosessorer (for eksempel mikroprosessorer) 140a, én eller flere datalagringsanordninger 140b (så som halvlederminne, harddisker, lagringsbånd etc.), fremvisningsenheter og andre grensesnittskretser 140c. Dataprogrammer og modeller 140d for bruk av prosessorene 140a kan være lagret i datalagringsanordningene 140b eller i hvilke som helst andre passende datalagringsanordninger. Overflate-styringsenheten 140 kan også vekselvirke med én eller flere fjerne styringsenheter 142 over en hvilken som helst passende datakommunikasjonsforbindelse 141, så som lokalnettverk og Internett. I ett aspekt blir signaler fra følerne og anordningene nede i hullet (beskrevet senere) mottatt av styringsenheten 140, via én eller flere følere, så som følere 143 eller via direkte forbindelser, så som elektriske ledere, fiberoptiske forbindelser, trådløse forbindelser etc. Overflate-styringsenheten 140 prosesserer de mottatte dataene og signalene i henhold til programmer og modeller 140d og tilveiebringer informasjon om boreparametre (så som WOB, RPM, fluidstrømningsmengde, kroklast etc.) og formasjonsparametere (så som resistivitet, akustiske egenskaper, porøsitet, permeabilitet etc.). Overflate-styringsenheten 140 lagrer denne og annen informasjon av interesse på passende datalagringsanordninger og viser informasjon vedrørende valgte ønskede boreparametre og hvilken som helst annen valgt informasjon på en fremvisningsanordning 144, og denne informasjonen kan bli anvendt av styringsenheten 140 og/eller en boreoperatør på overflaten for å styre ett eller flere aspekter ved boresystemet 100, omfattende boring brønnhullet langs et ønsket profil (også kalt "geostyring").

[0017] Fortsatt med henvisning til figur 1 kan BHA 190, i ett aspekt, omfatte en kraftpåføringsanordning 157 som kan inneholde flere uavhengig styrte kraftpåføringselementer 158, som hvert kan være innrettet for å påføre en ønsket kraft på brønnhullsveggen for å endre boreretningen og/eller for å holde boringen av brønnhullet 126 langs en ønsket bane. En føler 159 tilknyttet hvert kraftpåføringselement 158 tilveiebringer signaler vedrørende kraften som påføres av dets tilhørende element. Boreenheten 190 kan også omfatte en rekke forskjellige følere (kollektivt angitt her med referansenummer 162) anordnet på valgte steder på boreenheten som tilveiebringer informasjon om de forskjellige driftsparametrene for boreenheten, omfattende, men ikke begrenset til: bøyemoment, spenning, vibrasjon, rykkvis gange, helling, vinkling og asimut. Akselerometere, magnetometere og gyroskopanordninger (kollektivt omtalt som posisjonsfølere og angitt med referansenummer 174) blir anvendt for å estimere vinkling, asimut og toolface-posisjon for boreenheten 190. I ett aspekt prosesserer en styringsenhet 170 anordnet på boreenheten signalene fra de forskjellige følerne 162 og beregner in situ verdien til driftsparametrene for boreenheten ved hjelp av programmer og modeller forsynt til nedihulls-styringsenheten 170. I et annet aspekt kan signalene fra følerne delvis bli behandlet nede i hullet av nedihulls-styringsenheten 170 og så sendt til overflate-styringsenheten 140 for videre behandling.

[0018] Fortsatt med henvisning til figur 1 kan bunnhullsenheten 190 videre omfatte et hvilket som helst antall ønskede MWD-anordninger eller -verktøy (kollektivt referert til med referansenummer 164) for å estimere eller bestemme forskjellige egenskaper ved formasjonen 160. Slike verktøy kan omfatte resistivitetsverktøy, akustiske verktøy, kjernemagnetisk resonans-(NMR)-verktøy, gammastrålingsverktøy, kjerneloggingsverktøy, formasjonstesterverktøy og andre ønskede verktøy. Hvert slikt verktøy kan behandle signaler og data i henhold til programmerte instruksjoner og frembringe informasjon om bestemte egenskaper av interesse ved formasjonen. Bunnhullsenheten 190 omfatter videre en telemetrienhet 172 som oppretter toveis datakommunikasjon mellom anordningene i bunnhullsenheten og en anordning på overflaten, så som overflate-styringsenheten 140. Et hvilket som helst passende telemetrisystem kan bli anvendt for formålet med denne oppfinnelsen, omfattende, men ikke begrenset til slampulstelemetri, akustisk telemetri, elektromagnetisk telemetri og kabelrør-telemetri. Kabelrør-telemetri kan omfatte: (i) et borerør som kan være dannet av borerørlengder (sammenføyde rørdeler) der elektriske ledere eller fiberoptiske kabler er trukket langs individuelle borerørlengder og der kommunikasjon mellom rørlengdene er opprettet på en hvilken som helst passende måte, omfattende, men ikke begrenset til mekaniske koblinger, elektromagnetiske koblinger, fiberoptiske koblinger, akustiske koblinger eller trådløs kommunikasjon på tvers av rørledd eller rørlengder; eller (ii) et kveilrør der elektriske ledninger eller optiske fibre er trukket langs lengden av røret. Selv om boresystemet 100 beskrevet er et landbasert system, er apparatene og fremgangsmåtene beskrevet like anvendelige med offshore boresystemer.

[0019] Fortsatt med henvisning til figur 1 omfatter bunnhullsenheten 190, i ett aspekt, et MWD-verktøy 180 for å tilveiebringe SRT-data eller SRT-avbildninger av bunnhullsenheten 190 under boring av et brønnhull. I ett aspekt kan verktøyet 180 omfatte én eller flere følere som tilveiebringer informasjon om vinkelhastigheten til bunnhullsenheten og fra denne bestemmer sektoroppholdstiden for hver sektor i forhold til et valgt referansepunkt på bunnhullsenheten 190, så som høysiden av bunnhullsenheten 190, som kan bli bestemt fra følerne 174. SRT-dataene kan bli tilveiebragt i en analog eller digital form korrelert med brønnhullsdypet. Med "dyp" menes her posisjonen til et punkt i brønnhullet i forhold til et referansepunkt, så som overflaten eller et annet punkt langs borestrengen. Virkemåten til verktøyet 180 og generering av SRT-data og SRT-avbildninger er beskrevet nærmere med støtte i figurene 2-5.

[0020] Figur 2 viser en matrise eller logg 200 av SRT-data som er vist å inneholde digitale SRT-data svarende til "m" sektorer (horisontal retning) og "n" dybdepunkter (vertikal retning). I figur 2 representerer en verdi "tij" SRT-dataene for dybdepunkt "i" og sektor "j". For eksempel er dataene angitt som t23sektoroppholdstiden for dybdepunkt 2 og sektor 3. Opprettelsen av SRT-matrisen 200 og bruken av denne til å generere SRT-avbildninger er beskrevet nedenfor med støtte i figurene 3-5.

[0021] Figur 3 er et funksjonelt blokkdiagram som viser utvalgte trekk ved verktøyet 180. Figur 3 viser også et avbildningsverktøy 185 og retningsstyringsanordningen 157 med flere kraftpåføringselementer 158 for å styre borkronen 150 langs en hvilken som helst ønsket retning. Avbildningsanordningen 185 kan være et hvilket som helst passende måling- under-boring-(MWD)-verktøy 304 (også omtalt som logging-under-boring-(LWD)-verktøy), omfattende, men ikke begrenset til et kjerneavbildningsverktøy og et elektrisk verktøy og et akustisk verktøy. Nedihullsstyringsenheten 170 og/eller overflate-styringsenheten 140 kan behandle signalene eller dataene tilveiebragt av verktøyet 185.

[0022] Verktøyet 185 kan videre omfatte en føler 303 som tilveiebringer signaler vedrørende vinkelhastigheten til rotasjonen av verktøyet 185. Styringsenheten 170 mottar også informasjon om antallet sektorer verktøyasimuten er delt inn i, for eksempel 8, 16, 32, 120 sektorer eller et annet passende antall sektorer. Styringsenheten 170 mottar også informasjon om referansepunktet, for eksempel høysiden av verktøyet 185. Fra dette genererer styringsenheten 170 sektoroppholdstidsdataene for hver sektor. I ett aspekt kan sektoroppholdstiden for hver sektor svarende til et gitt dyp være en total eller midlet tid registrert over flere omdreininger av bunnhullsenheten. Som et eksempel, anta at borkronens borehastighet er 100 meter per time, verktøyets omdreiningshastighet er 100 RPM og hvert dybdepunkt svarer til 5 centimeter. I dette eksempelet vil verktøyet trenge inn i jorden med en hastighet på omtrent 2,778 centimeter per sekund og antallet omdreininger vil være 1,667 per sekund. For hvert dybdepunkt kan derfor tidssegmentet bli akkumulert eller midlet (5/2,778) x 1,6667 = 3,000 omdreininger. SRT-dataene kan bli lagret i en passende datalagringsanordning på formen vist i figur 2. I ett aspekt kan SRT-dataene bli behandlet nede i hullet av verktøyet 180 eller bli sendt til overflaten for behandling av overflate-styringsenheten 140, eller en kombinasjon av dette kan bli anvendt, som beskrevet nedenfor.

[0023] Verktøyet 180 kan i ett aspekt omfatte en prosesseringsenhet som omfatter en prosessor 310, som kan være en mikroprosessor, en datalagringsanordning 312, så som et halvlederminne, ett eller flere dataprogrammer og modeller 314 som er lagret i datalagringsanordningen 312 og tilgjengelig for prosessoren 310, for å utføre funksjonene omtalt her. Verktøyet 180 også kan omfatte hvilke som helst andre kretser 316 ønsket for bruk til å generere sektoroppholdstider og tilhørende avbildninger fra disse.

[0024] Under bruk kan verktøyet 185 generere en passende avbildning av brønnhullet, så som en avbildning 400 vist i figur 4. Posisjonen til verktøyet 185 i brønnhullet, omfattende toolface, kan bli innhentet fra verktøyet 174 under boring av brønnhullet. Dybdedataene kan bli sendt fra overflaten med en hvilken som helst passende telemetrimetode. Prosessoren 310, med bruk av dybdedataene og SRT-dataene, kan generere en SRT-avbildning, så som avbildningen 500 vist i figur 5. I ett aspekt kan prosessoren 310 lagre SRT-dataene i datalagringsanordningen 312 nede i hullet og/eller sende disse dataene til overflaten via telemetrienheten 172. Alternativt kan SRT-dataene bli sendt til overflaten, der styringsenheten 140 behandler disse dataene for å generere SRT-avbildningen 500. I et annet aspekt kan SRT-dataene bli delvis behandlet nede i hullet av prosessoren 310 og delvis av overflatestyringsenheten 140 for å generere SRT-avbildningene.

[0025] Et eksempel på SRT-avbildning 500 som svarer til brønnhullsavbildningen 400 er vist i figur 5. Brønnhullsavbildningen 400 viser et jevnt eller forholdsvis glatt parti av brønnhullsveggen ved en posisjon 410 og et parti av veggen med betydelige ujevnheter ved en posisjon 420. Avbildningen 500 viser en uregelmessig verktøyoppførsel ved partiet 520 og en forholdsvis rolig oppførsel ved partiet 510. Den uregelmessige oppførselen kan være som følge av et fysisk fenomen, så som rykkvis gange eller kast av bunnhullsenheten 190. I ett aspekt kan avbildningen bli skalert slik at lave vinkelhastigheter gis en lys farge mens høye vinkelhastigheter gis en mørk farge (eller omvendt). Alternativt kan forskjellige farger bli anvendt for å skille sektoroppholdstider og/eller vinkelhastigheter. Den resulterende avbildningen 500 er således et kontinuerlig bilde av rotasjonen av bunnhullsenheten 190 som funksjon av dyp generert under boring av brønnhullet. Vinkelhastigheten til borestrengen eller BHA 190 i dens dimensjonsløse asimut inne i brønnhullet. Videre kan flere bildemønstre bli observert, omfattende, men ikke begrenset til jevn rotasjon, "railroad"-rotasjon med hurtig-langsom vinkelbevegelse som ikke endrer seg med dypet, ujevn rotasjon og ujevn rotasjon med mulig fremdrift. SRT-bildeloggene kan derfor tilveiebringe én eller flere in situ-observasjoner av bunnhullsenhetens oppførsel, som kan bli anvendt automatisk eller av en operatør på riggen for å endre én eller flere boreparametre for å øke boreeffektiviteten og forlenge bunnhullsenhetens levetid.

[0026] I ett aspekt kan derfor styringsenheten 170 og/eller styringsenheten 140 eller en riggoperatør på overflaten iverksette ett eller flere tiltak basert i hvert fall delvis på SRT-avbildningen 500 for å redusere en ugunstig innvirkning på boreoperasjonene. I ett aspekt kan tiltaket omfatte det å endre en boreparameter, omfattende, men ikke begrenset til å endre borkronetrykket, fluidstrømningsmengde inn i borestrengen og omdreiningshastigheten til slammotoren og/eller borestrengen. I et annet aspekt kan styringsenheten 170 endre kraften som blir påført av ett eller flere kraftpåføringselementer 158 for å styre boreretningen ("geostyring"). Endring av én eller flere slike parametere kan øke borehastigheten og/eller øke levetiden til bunnhullsenheten 190 og/eller borkronen 150.

[0027] I lys av det ovennevnte kan en fremgangsmåte for å generere informasjon om en parameter vedrørende et nedihullsverktøy under boring av brønnhullet omfatte det å: bore brønnhullet ved å rotere en borestreng som fører bunnhullsenheten i enden; dele inn verktøyasimuten eller innsiden av brønnhullet i flere sektorer; bestemme en sektoroppholdstid (hvor langt tid en føler anordnet på borestrengen tilbringer i hver sektor) for enkeltsektorer svarende til flere dybdepunkter; og generere en avbildning vedrørende parameteren ved hjelp av sektoroppholdstidene.

[0028] Sektoroppholdstiden for en gitt sektor kan finnes ved å legge sammen eller midle sektoroppholdstiden i denne sektoren over flere enn én omdreining av bunnhullsenheten. Avbildningen av sektoroppholdstiden kan bli vist i en hvilken som helst passende form, omfattende som en logg av numeriske verdier for et valgt brønnhullsdyp eller en visuell bilderepresentasjon (i gråskala eller farger). Fargene kan være skalert fra en lys farge for lav vinkelhastighet til en mørk farge for høy vinkelhastighet, eller omvendt. Alternativt kan forskjellige farger bli anvendt for visuelt å uttrykke forskjellige trekk ved oppførselen til borestrengen eller BHA 190. Beskrivelsen her er gitt i forbindelse med en bunnhullsenhet. Oppfinnelsen er imidlertid like anvendelig for et hvilket som helst annet nedihullsverktøy, omfattende bunnhullsenheten.

[0029] Fremgangsmåten kan videre tilveiebringe en avbildning av formasjonen rundt brønnhullet ved hjelp av: en gammastrålingsføler; en elektrisk føler, resistivitetsføler, en akustisk føler eller en tetthetsføler. Avbildningen av sektoroppholdstiden eller dataene kan bli anvendt for å estimere et hvilket som helst antall parametere vedrørende nedihullsverktøyet. I ett aspekt kan parameteren omfatte én eller flere av: (i) rykkvis gange; (ii) spinn; og (iii) vibrasjon. I et annet aspekt gjør fremgangsmåten det mulig å estimere fra SRT-avbildningen opptreden av minst én av: jevn rotasjon; "railroad"-rotasjon; med hurtig-langsom vinkelbevegelse som ikke endrer seg med dypet; ujevn rotasjon; og ujevn rotasjon med fremdrift.

[0030] I et annet aspekt gjør fremgangsmåten det mulig å estimere fra SRT-tidsdataene ett eller flere avvik eller oppførselstrekk ved bunnhullsenheten 190 eller et annet verktøy som føres av bunnhullsenheten 190. I et annet aspekt kan fremgangsmåten omfatte det å endre en parameter av interesse (en parameter eller et trekk) basert i hvert fall delvis på den estimerte oppførselen til bunnhullsenheten 190 eller et verktøy som føres av bunnhullsenheten 190. Parameteren av interesse kan være en boreparameter, omfattende, men ikke begrenset til borkronetrykk, kroklast, borestrengens rotasjonshastighet, slammotorens rotasjonshastighet, strømningsmengde av borefluid gjennom borestrengen og/eller boreretningen. Boreretningen kan endres ved å endre kraften som påføres på brønnhullsveggen av ett eller flere av kraftpåføringselementene. I ett aspekt trenger ikke sektoroppholdsavbildningen omfatte en orienteringsreferanse for nedihullsverktøyet.

[0031] I et annet aspekt kan et apparat tilvirket i samsvar med oppfinnelsen omfatte et nedihullsverktøy som omfatter en føler som gir informasjon om oppholdstid for et antall sektorer for et verktøy under boring av et brønnhull og en prosessor som genererer en avbildning av sektoroppholdstidene. Avbildningen av sektoroppholdstiden gir informasjon om oppførselen til verktøyet i brønnhullet under boring, omfattende rykkvis gange og spinn. En prosessor tilknyttet apparatet kan endre en boreparameter, omfattende borkronetrykk, fluidstrømningsmengde inn i brønnhullet, rotasjonshastighet for en motor nede i hullet og/eller borestrengen, kroklast og/eller boreretning. Verktøyet kan omfatte en telemetrienhet som er innrettet for å muliggjøre toveiskommunikasjon med overflaten.

[0032] I et annet aspekt kan et datamaskinlesbart medium i samsvar med oppfinnelsen lagre instruksjoner som, når de blir lest av minst én prosessor, utfører en fremgangsmåte for å dele inn en innvendig periferi i et brønnhull i flere sektorer, bestemme en sektoroppholdstid for et antall sektorer for et verktøy under boring av brønnhullet, tilveiebringe en avbildning av sektoroppholdstidene vedrørende bunnhullsenheten for et valgt brønnhullsdyp, og lagre avbildningen på et passende medium. Et datamaskinlesbart medium kan omfatte et RAM, et ROM, et EPROM, et EAROM, et flashminne og et optisk platelager.

Claims (21)

P A T E N T K R A V

1. Fremgangsmåte for å bestemme en parameter vedrørende et nedihullsverktøy (190) under boring av et brønnhull (126), omfattende trinn med å:

definere flere sektorer vedrørende brønnhullet (126),

estimere tiden som brukes av en føler (162) for å gjennomløpe eller tilbringe i en sektor av de flere sektorene under rotasjon av nedihullsverktøyet (190) i brønnhullet (126) ("sektoroppholdstid"),

tilveiebringe en avbildning (400, 500) av sektoroppholdstidene for de flere sektorene, og

bestemme parameteren vedrørende bunnhullsenheten (190) med bruk av den tilveiebragte avbildningen (400, 500) av sektoroppholdstidene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor tilveiebringelsen av avbildningen (400, 500) videre omfatter det å vise avbildningen (400, 500) som én av: (i) en logg med tall i en passende enhet, (ii) en logg av sektoroppholdstider over dyp, og (iii) en logg av sektoroppholdstider over dyp som viser farger svarende til de estimerte sektoroppholdstidene.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der føleren (162) er minst én av: (i) en gammastrålingsføler, og (ii) en kjerneføler.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der parameteren er minst én av: (i) rykkvis gange, (ii) spinn, og (iii) vibrasjon.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å vise en avbildning av nedihullsverktøyet (190) vedrørende parameteren.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å endre en boreparameter for fortsatt boring av brønnhullet (126) basert i hvert fall delvis på de estimerte sektoroppholdstidene.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der boreparameteren er minst én av: (i) borkronetrykk, (ii) borestrengens (120) rotasjonshastighet, (iii) strømningsmengde av borefluid gjennom borestrengen (120), og (iv) rotasjonshastigheten til bunnhullsenheten (190).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å estimere minst én av: vinkelhastighet i de flere sektorene, og rotasjonshastigheten til bunnhullsenheten (190).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, videre omfattende det å estimere fra sektoroppholdstidene minst én av: en jevn rotasjon, en "railroad"-rotasjon, en hurtiglangsom vinkelbevegelse som ikke endrer seg med dypet, en ujevn rotasjon, og en ujevn rotasjon med fremdrift.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 5, der avbildningen er uavhengig av orienteringsreferanse for nedihullsverktøyet (190).

11. Apparat til bruk i et brønnhull (126), omfattende:

et nedihullsverktøy (190) innrettet for å bli fraktet inn i brønnhullet (126) i enden av en borestreng (120),

en lagringsanordning (140b; 312) som inneholder informasjon om flere sektorer vedrørende brønnhullet (126),

en prosessor (140a; 310) innrettet for å:

estimere tiden som brukes av en føler (162) for å gjennomløpe eller tilbringe i en sektor av de flere sektorene under rotasjon av nedihullsverktøyet (190) i brønnhullet (126) ("sektoroppholdstid"), og

tilveiebringe en avbildning (400, 500) av sektoroppholdstidene for de flere sektorene.

12. Apparat ifølge krav 11, der prosessoren (140a; 310) videre er innrettet for å estimere sektoroppholdstiden for en gitt sektor av de flere sektorene ved å slå sammen sektoroppholdstider for den aktuelle sektoren målt under flere omdreininger av nedihullsverktøyet (190).

13. Apparat ifølge krav 11, der prosessoren (140a; 310) videre er innrettet for å tilveiebringe avbildningen (400, 500) som én av: (i) en logg med tall i en passende enhet, (ii) en logg av sektoroppholdstider over dyp, og (iii) en logg av sektoroppholdstider over dyp som viser farger svarende til verdien til sektoroppholdstidene.

14. Apparat ifølge krav 11, der føleren (162) er minst én av: (i) en gammastrålingsføler, og (ii) en kjerneføler.

15. Apparat ifølge krav 11, der prosessoren (140a; 310) videre er innrettet for å tilveiebringe informasjon om endring av en boreparameter basert i hvert fall delvis på sektoroppholdstidene for fortsatt boring av brønnhullet (126).

16. Apparat ifølge krav 11, der avbildningen svarer til en avbildning av nedihullsverktøyets (190) rotasjon i en asimutretning.

17. Apparat ifølge krav 11, der boreparameteren er minst én av: (i) borkronetrykk, (ii) borestrengens (120) rotasjonshastighet, og (iii) strømningsmengde av borefluid gjennom borestrengen (120).

18. Apparat ifølge krav 11, der prosessoren (140a; 310) videre er innrettet for å estimere en rotasjonsparameter for borestrengen (120) fra avbildningen som er minst én av: (i) rykkvis gange, (ii) spinn, og (iii) vibrasjon.

19. Apparat ifølge krav 11, der prosessoren (140a; 310) videre er innrettet for å estimere vinkelhastighet i sektorene fra sektoroppholdstidene og rotasjonshastigheten til nedihullsverktøyet (190).

20. Apparat ifølge krav 11, der prosessoren (140a; 310) videre er innrettet for å estimere fra avbildningen opptreden av minst én av: en jevn rotasjon, en "railroad"-rotasjon, en hurtig-langsom vinkelbevegelse som ikke endrer seg med dypet, en ujevn rotasjon, og en ujevn rotasjon med fremdrift.

21. Datamaskinlesbart medium som lagrer instruksjoner som, når de blir anvendt av minst én prosessor (140a; 310), utfører en fremgangsmåte, der fremgangsmåten omfatter trinn med å:

definere flere sektorer vedrørende et brønnhull (126),

estimere tiden som brukes av en føler (162) for å gjennomløpe eller tilbringe i en sektor av de flere sektorene under rotasjon av et nedihullsverktøy (190) i brønnhullet (126) ("sektoroppholdstid"), og

tilveiebringe en avbildning (400, 500) av sektoroppholdstidene for de flere sektorene.