NO345367B1 - Foresighted logging system - Google Patents

Foresighted logging system Download PDF

Info

Publication number
NO345367B1
NO345367B1 NO20181671A NO20181671A NO345367B1 NO 345367 B1 NO345367 B1 NO 345367B1 NO 20181671 A NO20181671 A NO 20181671A NO 20181671 A NO20181671 A NO 20181671A NO 345367 B1 NO345367 B1 NO 345367B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
transmitter
antenna
receiver
logging
drill bit
Prior art date
Application number
NO20181671A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20181671A1 (en
Inventor
Emmanuel Legendre
Reza Taherian
Jean Seydoux
Original Assignee
Schlumberger Technology Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Bv filed Critical Schlumberger Technology Bv
Publication of NO20181671A1 publication Critical patent/NO20181671A1/en
Publication of NO345367B1 publication Critical patent/NO345367B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/26Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
    • G01V3/28Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device using induction coils
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/30Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with electromagnetic waves

Description

BAKGRUNN BACKGROUND

[0001] I forskjellige brønnrelaterte operasjoner blir logging utført for å frembringe informasjon vedrørende undergrunnsmiljøet der en brønnboring blir dannet. Et loggeverktøy blir utplassert nedihulls inne i brønnboringen med en rekke forskjellige følere for å frembringe data som er nyttige for å forstå og nyttiggjøre seg av brønnen. I noen anvendelser anvendes logging-under-boring-metoder for å frembringe data mens en brønnboring blir boret. Imidlertid kan eksisterende loggesystemer ha begrenset evne til å frembringe informasjon fra visse områder i undergrunnsmiljøet, for eksempel områder foran eller forover fra loggesystemet. US 2003/0184302 A1 beskriver et elektromagnetisk brønnloggingsinstrument som omfatter minst en senderantenne og to mottakerantenner, som er aksialt adskilte fra senderantennen. [0001] In various well-related operations, logging is performed to produce information regarding the underground environment where a well bore is formed. A logging tool is deployed downhole inside the wellbore with a number of different sensors to produce data that is useful for understanding and making use of the well. In some applications, logging-while-drilling methods are used to generate data while a wellbore is being drilled. However, existing logging systems may have limited ability to produce information from certain areas in the underground environment, for example areas in front of or ahead of the logging system. US 2003/0184302 A1 describes an electromagnetic well logging instrument comprising at least one transmitting antenna and two receiving antennas, which are axially separated from the transmitting antenna.

US 2006/0011385 A1 beskriver en resistivitetsanordning med et modulært design som omfatter en sendermodule som er plassert på aksial avstand fra en mottakermodule på drillstrengen. US 2006/0011385 A1 describes a resistivity device with a modular design comprising a transmitter module which is placed at an axial distance from a receiver module on the drill string.

OPPSUMMERING SUMMARY

[0002] Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et logging-under-boring-system ifølge krav 1, en fremgangsmåte for å detektere og måle ett eller flere undergrunns trekk ifølge krav 9 og en fremgangsmåte for å detektere og måle ett eller flere undergrunns trekk ifølge krav 29. Fremgangsmåten egnes for å frembringe data fra ønskede undergrunnsområder ved hjelp av et loggesystem. Loggesystemet er konstruert for bruk i en brønnboring, og anvender en sendermodul med en senderantenne. Videre omfatter loggesystemet en mottakermodul med en mottakerantenne, og mottakermodulen er plassert i en avstand fra sendermodulen. Senderantennen og mottakerantennen er orientert for å muliggjøre følsomhet i ønskede retninger, så som foran loggesystemet. [0002] The present invention provides a logging-under-drilling system according to claim 1, a method for detecting and measuring one or more underground features according to claim 9 and a method for detecting and measuring one or more underground features according to claim 29. The procedure is suitable for generating data from desired underground areas using a logging system. The logging system is designed for use in a well drilling, and uses a transmitter module with a transmitter antenna. Furthermore, the logging system comprises a receiver module with a receiver antenna, and the receiver module is placed at a distance from the transmitter module. The transmitter antenna and the receiver antenna are oriented to enable sensitivity in desired directions, such as in front of the logging system.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0003] Utvalgte utførelsesformer av oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet under henvisning til de vedlagte tegningene, der like referansenummer angir like elementer og der: [0003] Selected embodiments of the invention will be described in the following with reference to the attached drawings, where like reference numbers indicate like elements and where:

[0004] Figur 1 viser en resistivitetsgruppe ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0004] Figure 1 shows a resistivity group according to an embodiment of the present invention;

[0005] Figur 2 viser en resistivitetsgruppe ifølge en annen utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0005] Figure 2 shows a resistivity group according to another embodiment of the present invention;

[0006] Figur 3 viser eksempler på undersøkelsesdyp for en amplitudemåling ved 10 kHz gjort med forskjellige avstander mellom sender og mottaker ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0006] Figure 3 shows examples of survey depth for an amplitude measurement at 10 kHz made with different distances between transmitter and receiver according to an embodiment of the present invention;

[0007] Figur 4 viser en resistivitetsgruppe ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0007] Figure 4 shows a resistivity group according to an embodiment of the present invention;

[0008] Figur 5 viser en resistivitetsgruppe ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0008] Figure 5 shows a resistivity group according to an embodiment of the present invention;

[0009] Figurene 6A og 6B viser amplituderesponser for tradisjonelle resistivitetsgrupper fra kjent teknikk; [0009] Figures 6A and 6B show amplitude responses for traditional prior art resistivity arrays;

[0010] Figurene 6C og 6D viser amplituderesponser for resistivitetsgrupper ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0010] Figures 6C and 6D show amplitude responses for resistivity groups according to an embodiment of the present invention;

[0011] Figur 7 viser en sekvenseringsmetode ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0011] Figure 7 shows a sequencing method according to an embodiment of the present invention;

[0012] Figur 8 viser en resistivitetsgruppe ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0012] Figure 8 shows a resistivity group according to an embodiment of the present invention;

[0013] Figur 9 viser en antennemodul ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0013] Figure 9 shows an antenna module according to an embodiment of the present invention;

[0014] Figurene 10A - 10F viser forskjellige målinger for en plan grenseflate med resistivitetskontrast ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0014] Figures 10A - 10F show different measurements for a planar interface with resistivity contrast according to an embodiment of the present invention;

[0015] Figur 11 er en skjematisk illustrasjon av et loggesystem for å frembringe data vedrørende et undergrunnsmiljø, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0015] Figure 11 is a schematic illustration of a logging system for generating data relating to an underground environment, according to an embodiment of the present invention;

[0016] Figur 12 er en skjematisk illustrasjon tilsvarende den i figur 11, men viser et annet eksempel på systemet, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0016] Figure 12 is a schematic illustration corresponding to that in Figure 11, but showing another example of the system, according to an alternative embodiment of the present invention;

[0017] Figur 13 er en skjematisk illustrasjon tilsvarende sen i figur 11, men viser et annet eksempel på systemet, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0017] Figure 13 is a schematic illustration similar to that in Figure 11, but showing another example of the system, according to an alternative embodiment of the present invention;

[0018] Figur 14 er en skjematisk illustrasjon tilsvarende den i figur 11, men viser et annet eksempel på systemet, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0018] Figure 14 is a schematic illustration corresponding to that in Figure 11, but showing another example of the system, according to an alternative embodiment of the present invention;

[0019] Figur 15 er en skjematisk illustrasjon tilsvarende den i figur 11, men viser et annet eksempel på systemet, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0019] Figure 15 is a schematic illustration corresponding to that in Figure 11, but showing another example of the system, according to an alternative embodiment of the present invention;

[0020] Figur 16 er en representasjon som definerer en elektromagnetisk koblingstensor og illustrerer hvordan den forholder seg til antenneorienteringer, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0020] Figure 16 is a representation that defines an electromagnetic coupling tensor and illustrates how it relates to antenna orientations, according to an embodiment of the present invention;

[0021] Figur 17 er en modellrepresentasjon av loggesystemet anvendt i en hovedsakelig vertikal brønn, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0021] Figure 17 is a model representation of the logging system used in a mainly vertical well, according to an embodiment of the present invention;

[0022] Figur 18 er en modellrepresentasjon av loggesystemet anvendt i en hovedsakelig horisontal brønn, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0022] Figure 18 is a model representation of the logging system used in a mainly horizontal well, according to an embodiment of the present invention;

[0023] Figur 19 er en grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet i en hovedsakelig vertikal brønn, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0023] Figure 19 is a graphical presentation of results fed out of one example of the logging system in a mainly vertical well, according to an embodiment of the present invention;

[0024] Figur 20 er en grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet i en hovedsakelig horisontal brønn, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0024] Figure 20 is a graphical representation of results fed out of one example of the logging system in a mainly horizontal well, according to an embodiment of the present invention;

[0025] Figur 21 er en skjematisk representasjon av et eksempel på loggesystem som anvender et system med tre sendere og én mottaker, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0025] Figure 21 is a schematic representation of an example of a logging system using a system with three transmitters and one receiver, according to an alternative embodiment of the present invention;

[0026] Figur 22 er en grafisk fremstilling som illustrerer bruk av skråstilte retningsbestemte sender-(TX)- og mottaker-(RCV)-antenner, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0026] Figure 22 is a graphical representation illustrating the use of tilted directional transmitter (TX) and receiver (RCV) antennas, according to an embodiment of the present invention;

[0027] Figur 23 er en grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et nedover-steget resistivitetsprofil for et gitt sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0027] Figure 23 is a graphical representation of results output from one example of the logging system illustrating tool sensitivity associated with a down-stepped resistivity profile for a given set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0028] Figur 24 er en annen grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et nedover-steget resistivitetsprofil for et annet sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0028] Figure 24 is another graphical representation of results output from one example of the logging system illustrating tool sensitivity associated with a down-stepped resistivity profile for another set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0029] Figur 25 er en annen grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et nedover-steget resistivitetsprofil for et annet sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0029] Figure 25 is another graphical representation of results output from one example of the logging system illustrating tool sensitivity associated with a down-stepped resistivity profile for another set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0030] Figur 26 er en annen grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et nedover-steget resistivitetsprofil for et annet sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0030] Figure 26 is another graphical representation of results output from one example of the logging system illustrating tool sensitivity associated with a down-stepped resistivity profile for another set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0031] Figur 27 er en annen grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et oppover-steget resistivitetsprofil for et gitt sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0031] Figure 27 is another graphical representation of results output from one example of the logging system illustrating tool sensitivity in connection with an upward-stepped resistivity profile for a given set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0032] Figur 28 er en annen grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et oppover-steget resistivitetsprofil for et annet sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0032] Figure 28 is another graphical representation of results output from one example of the logging system illustrating tool sensitivity associated with an upward-stepped resistivity profile for another set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0033] Figur 29 er et annen grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et oppover-steget resistivitetsprofil for et annet sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0033] Figure 29 is another graphical representation of results output from one example of the logging system illustrating tool sensitivity associated with an upward-stepped resistivity profile for another set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0034] Figur 30 er et annen grafisk fremstilling av resultater matet ut av ett eksempel på loggesystemet som illustrerer verktøyfølsomhet i tilknytning til et oppover-steget resistivitetsprofil for et annet sett av parametere, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0034] Figure 30 is another graphical representation of results fed out of one example of the logging system illustrating tool sensitivity associated with an upward-stepped resistivity profile for another set of parameters, according to an embodiment of the present invention;

[0035] Figur 31 er en grafisk fremstilling av foroversynsrekkevidde som funksjon av TX/RCV-avstand for dempning og faseskift med hensyn til både oppoverstegede og nedover-stegede resistivitetsprofiler, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0035] Figure 31 is a graphical representation of look-ahead range as a function of TX/RCV distance for attenuation and phase shift with respect to both up-stepped and down-stepped resistivity profiles, according to an embodiment of the present invention;

[0036] Figur 32 er en grafisk fremstilling vedrørende et eksempel på loggesystemet med hensyn til dempningsområde-følsomhet med henblikk på resistivitetsnivåer og kontrast for et nedover-steget formasjonsresistivitetsprofil ved to forskjellige overføringsfrekvenser, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0036] Figure 32 is a graphical representation regarding an example of the logging system with respect to attenuation range sensitivity with respect to resistivity levels and contrast for a down-stepped formation resistivity profile at two different transmission frequencies, according to an embodiment of the present invention;

[0037] Figur 33 er en grafisk fremstilling som illustrerer deteksjonsrekkevidde og nedover-stegede resistivitetsprofiler ved to resistivitetskontraster, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0037] Figure 33 is a graphical representation illustrating detection range and down-stepped resistivity profiles at two resistivity contrasts, according to an embodiment of the present invention;

[0038] Figur 34 er en grafisk illustrasjon som viser eksempler på nedover-stegede profiler og annen informasjon vedrørende bruk av ett eksempel på loggesystemet, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0038] Figure 34 is a graphic illustration showing examples of downward-stepped profiles and other information regarding the use of one example of the logging system, according to an embodiment of the present invention;

[0039] Figur 35 er en grafisk fremstilling som illustrerer eksempler på resultater som kan oppnås med bruk av loggesystemet vedrørende anisotropi og relativ helling av formasjonen, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0039] Figure 35 is a graphic representation illustrating examples of results that can be obtained using the logging system regarding anisotropy and relative inclination of the formation, according to an embodiment of the present invention;

[0040] Figur 36 er en grafisk fremstilling som illustrerer eksempler på målinger som funksjon av fire forskjellige strukturelle hellinger, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0040] Figure 36 is a graphical representation illustrating examples of measurements as a function of four different structural slopes, according to an embodiment of the present invention;

[0041] Figur 37 er en grafisk fremstilling som illustrerer eksempler på målinger matet ut av loggesystemet som representerer bestemmelse av underjordiske trekk, så som nærhet og eksistens av forurenset sand (dirty sand position), ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0041] Figure 37 is a graphical representation illustrating examples of measurements fed out of the logging system that represent determination of underground features, such as the proximity and existence of contaminated sand (dirty sand position), according to an embodiment of the present invention;

[0042] Figur 38 er en grafisk fremstilling som illustrerer eksempler på målinger matet ut av loggesystemet som representerer estimater av lagtykkelse, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0042] Figure 38 is a graphical representation illustrating examples of measurements fed out by the logging system that represent estimates of layer thickness, according to an embodiment of the present invention;

[0043] Figur 39 er et flytdiagram som representerer ett eksempel på fremgangsmåte for å frembringe data med loggesystemet der direkte inversjon blir anvendt, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0043] Figure 39 is a flowchart representing one example of a method for generating data with the logging system where direct inversion is used, according to an embodiment of the present invention;

[0044] Figur 40 er et annet flytdiagram som representerer et eksempel på fremgangsmåte for å frembringe data med loggesystemet der direkte inversjon anvendes, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0044] Figure 40 is another flowchart representing an example of a method for generating data with the logging system where direct inversion is used, according to an embodiment of the present invention;

[0045] Figur 41 er en skjematisk illustrasjon av et eksempel der foroverseende inversjon anvendes av loggesystemet for å bestemme informasjon vedrørende undergrunnsmiljøet, ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; [0045] Figure 41 is a schematic illustration of an example where predictive inversion is used by the logging system to determine information regarding the underground environment, according to an embodiment of the present invention;

[0046] Figur 42 er en skjematisk illustrasjon av et annet eksempel der foroverseende inversjon anvendes av loggesystemet for å bestemme informasjon vedrørende undergrunnsmiljøet, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse; og [0046] Figure 42 is a schematic illustration of another example where predictive inversion is used by the logging system to determine information regarding the underground environment, according to an alternative embodiment of the present invention; and

[0047] Figur 43 er en skjematisk illustrasjon av et annet eksempel der foroverseende inversjon anvendes av loggesystemet for å bestemme informasjon vedrørende undergrunnsmiljøet, ifølge en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. [0047] Figure 43 is a schematic illustration of another example where predictive inversion is used by the logging system to determine information regarding the underground environment, according to an alternative embodiment of the present invention.

DETALJERT BESKRIVELSE DETAILED DESCRIPTION

[0048] I den følgende beskrivelsen er en rekke detaljer angitt for å gi en forståelse av foreliggende oppfinnelse. Imidlertid vil det forstås av fagmannen at foreliggende oppfinnelse kan praktiseres uten disse detaljene og at en rekke variasjoner eller modifikasjoner av de beskrevne utførelsesformene kan være mulig, som faller innenfor beskyttelsesomfanget av de vedlagte kravene. [0048] In the following description, a number of details are indicated to provide an understanding of the present invention. However, it will be understood by those skilled in the art that the present invention can be practiced without these details and that a number of variations or modifications of the described embodiments may be possible, which fall within the scope of protection of the appended claims.

[0049] Utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører resistivitetsgrupper med forbedrede egenskaper. Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører fremgangsmåter for bruk av disse verktøyene ved formasjonsevaluering. [0049] Embodiments of the invention relate to resistivity groups with improved properties. Some embodiments of the invention relate to methods for using these tools in formation evaluation.

Utførelsesformer av oppfinnelsen kan muliggjøre inversjon for mer kompliserte formasjonsmodeller (dvs. formasjonsmodeller med flere parametere) og/eller kan bedre robustheten ved inversjon av resistivitetsmålinger (redusere usikkerhet). Noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan øke fleksibiliteten ved evaluering av en formasjons resistivitet ved å tilveiebringe flere målinger, som hver kan ha forskjellig respons til forskjellige formasjonsmodeller. Embodiments of the invention may enable inversion for more complicated formation models (ie formation models with more parameters) and/or may improve the robustness of inversion of resistivity measurements (reduce uncertainty). Some embodiments of the invention may increase flexibility in evaluating a formation's resistivity by providing multiple measurements, each of which may have a different response to different formation models.

[0050] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen tilveiebringer resistivitetsgrupper med en modulær oppbygning. Den modulære oppbygningen letter oppsett av forskjellige verktøyutforminger for forskjellige målingskrav. For eksempel kan en ved å utvide antallet sender/mottaker-kombinasjoner (for eksempel en utførelsesform med fire sendere og én mottaker, som danner fire sendere/én mottaker-grupper) oppnå et større underselsesdyp. [0050] Some embodiments of the invention provide resistivity groups with a modular structure. The modular structure facilitates the setup of different tool designs for different measurement requirements. For example, by expanding the number of transmitter/receiver combinations (for example, an embodiment with four transmitters and one receiver, forming four transmitter/one receiver groups), one can achieve a greater depth of sub-selling.

[0051] Noen utførelsesformer ikke ifølge oppfinnelsen kan omfatte antenner som kan tjene som transceiver (dvs. som sender og mottaker). Dette gir ytterligere fleksibilitet i verktøyutformingen. I denne utførelsen kan en med det samme antall moduler oppnå et større antall sender/mottaker-kombinasjoner. Videre kan en oppnå symmetrisering av retningsmålinger uten å øke verktøyets lengde, på en måte tilsvarende den publiserte US-patentsøknaden 2003/0085707 A1, av Minerbo m.fl. [0051] Some embodiments not according to the invention can include antennas that can serve as a transceiver (ie as transmitter and receiver). This provides additional flexibility in tool design. In this embodiment, a larger number of transmitter/receiver combinations can be achieved with the same number of modules. Furthermore, symmetrization of direction measurements can be achieved without increasing the length of the tool, in a manner similar to the published US patent application 2003/0085707 A1, by Minerbo et al.

[0052] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører verktøy med en senderkomponent plassert langt fra mottakeren (f.eks. > 27,40 meter (90 fot)) for å muliggjøre selektiv følsomhet for reservoarkompleksitet. En slik utførelsesform kan ha en uavhengig drevet senderkomponent plassert utenfor (langt vekk fra) en tradisjonell bunnhullsenhet. [0052] Some embodiments of the invention relate to tools with a transmitter component located far from the receiver (eg, > 27.40 meters (90 feet)) to enable selective sensitivity to reservoir complexity. Such an embodiment may have an independently powered transmitter component located outside (well away from) a traditional downhole unit.

[0053] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører plassering av en sender på eller inne i borkronen, eller veldig nær borkronen, for foroverseende funksjon. En slik utførelsesform kan ha et uavhengig drevet system og muliggjøre datakommunikasjon. [0053] Some embodiments of the invention relate to placing a transmitter on or inside the drill bit, or very close to the drill bit, for predictive function. Such an embodiment may have an independently powered system and enable data communication.

[0054] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører å ha minst én modul anordnet i en separat brønn eller et separat borehull. [0054] Some embodiments of the invention relate to having at least one module arranged in a separate well or a separate borehole.

[0055] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører fremgangsmåter ved evaluering av formasjonsresistivitet som anvender målefrekvenser spesielt tilpasset til den forventede formasjonen. Frekvensområdet kan for eksempel være opptil 200 KHz. [0055] Some embodiments of the invention relate to methods for evaluating formation resistivity that use measurement frequencies specially adapted to the expected formation. The frequency range can be, for example, up to 200 KHz.

[0056] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører å kombinere moduler ifølge oppfinnelsen med eksisterende LWD-resistivitetsgrupper. [0056] Some embodiments of the invention relate to combining modules according to the invention with existing LWD resistivity groups.

[0057] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører spoleutførelser som har flere viklinger for å muliggjøre bruk av den samme antennen for et stort område av frekvenser. De flere viklingene kan være koblet i serie eller i parallell. [0057] Some embodiments of the invention relate to coil designs having multiple windings to enable the use of the same antenna for a large range of frequencies. The several windings can be connected in series or in parallel.

[0058] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører utvidelse av amplitudemålingen til fase, relativ fase og amplitude så vel som faseskift og dempning (forplantning) som krever at en komponent omfatter to mottakarantenner med en forholdsvis stor innbyrdes avstand, i størrelsesorden 3,5 meter (10 fot). [0058] Some embodiments of the invention relate to the extension of the amplitude measurement to phase, relative phase and amplitude as well as phase shift and attenuation (propagation) which requires that a component comprises two receiver antennas with a relatively large mutual distance, in the order of 3.5 meters (10 foot).

[0059] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører realisering av retningsbestemte antenner (anordnet på samme sted eller nær ved hverandre) med eller uten metallavskjerminger. [0059] Some embodiments of the invention relate to the realization of directional antennas (arranged in the same place or close to each other) with or without metal shielding.

Verktøymodularitet Tool modularity

[0060] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører resistivitetsgrupper med modulær oppbygning. Med en "resistivitetsgruppe" menes her en oppstilling som omfatter minst én mottakermodul og minst én sendermodul festet på forskjellige steder på en borestreng. Den modulære oppbygningen gjør at sender- og mottakerantennene kan bli plassert på forskjellige steder inne i en bunnhullsenhet (BHA), eller på steder i borestrengen ovenfor bunnhullsenheten. For eksempel viser figur 1 en resistivitetsgruppe omfattende fire sendermoduler 21, 22, 23, 24 og én mottakermodul 25 anordnet blant andre LWD- eller MWD-verktøy 27, 28, 29, 30 i en BHA. Ved å sette inn sender- og/eller mottakermoduler på forskjellige steder på en standard BHA, som vist i figur 2, eller en borestreng, kan spesifikke undersøkelsesdyp realiseres for å optimalisere prosessen med å invertere formasjonsmodellen som anvender disse dype resistivitetsmålingene. For eksempel kan i én utførelsesform sendermodulen 21 befinne seg fra omtrent 27,4 til 30,5 meter (90 til 100 fot) fra mottakermodulen 25. I tillegg kan én eller flere moduler anordnes i et nærliggende borehull for å danne en gruppe med store innbyrdes avstander. [0060] Some embodiments of the invention relate to resistivity groups with a modular structure. By a "resistivity group" here is meant an arrangement comprising at least one receiver module and at least one transmitter module fixed at different places on a drill string. The modular structure means that the transmitter and receiver antennas can be placed at different locations inside a downhole unit (BHA), or at locations in the drill string above the downhole unit. For example, Figure 1 shows a resistivity group comprising four transmitter modules 21, 22, 23, 24 and one receiver module 25 arranged among other LWD or MWD tools 27, 28, 29, 30 in a BHA. By inserting transmitter and/or receiver modules at different locations on a standard BHA, as shown in Figure 2, or a drill string, specific survey depths can be realized to optimize the process of inverting the formation model using these deep resistivity measurements. For example, in one embodiment, the transmitter module 21 may be located approximately 27.4 to 30.5 meters (90 to 100 feet) from the receiver module 25. Additionally, one or more modules may be disposed in a nearby borehole to form an array of large distances.

[0061] Oppfinnerne bak foreliggende oppfinnelse har funnet at en for stor økning av avstanden mellom en sender- og en tilhørende mottakerantenne gjør det vanskelig for en mottaker å fange opp og koble signalene fra en sender. [0061] The inventors behind the present invention have found that too great an increase in the distance between a transmitter and an associated receiver antenna makes it difficult for a receiver to pick up and connect the signals from a transmitter.

Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse kan anvende en triaksial antenne i en sender- eller mottakermodul, der den triaksiale antennemodulen har tre antenner med magnetiske momenter i tre forskjellige retninger. Den triaksiale antennemodulen vil sikre at i hvert fall noen av de transversale komponentene til den triaksiale antennen kan danne betydelig kobling med transversalkomponenten på en tilhørende sender eller mottaker. Bruk av en transceiver (eller mottaker) med triaksial antenne er fordelaktig fordi at når borestrengen settes sammen, det ville være vanskelig å sikre at en sender med én enkelt antenne vil bli linjeført med en mottaker med én enkelt antenne, og dette problemet øker etter hvert som avstanden øker. Til motsetning vil transceiveren (eller mottakeren) med triaksial antenne alltid ha en komponent som er tilnærmet linjeført med det magnetiske momentet til en tilhørende mottaker (eller transceiver) i resistivitetsgruppen. I tillegg muliggjør tre akser bestemmelse av formasjonsegenskaper så som hellingsvinkel, anisotropi, sidebergartseffekter. Embodiments of the present invention can use a triaxial antenna in a transmitter or receiver module, where the triaxial antenna module has three antennas with magnetic moments in three different directions. The triaxial antenna module will ensure that at least some of the transverse components of the triaxial antenna can form a significant connection with the transverse component of an associated transmitter or receiver. Using a transceiver (or receiver) with a triaxial antenna is advantageous because when the drill string is assembled, it would be difficult to ensure that a transmitter with a single antenna will be aligned with a receiver with a single antenna, and this problem increases over time as the distance increases. In contrast, the transceiver (or receiver) with a triaxial antenna will always have a component that is approximately aligned with the magnetic moment of an associated receiver (or transceiver) in the resistivity group. In addition, three axes enable determination of formation properties such as inclination angle, anisotropy, side rock effects.

[0062] Figur 3 viser eksempler på undersøkelsesdyp for en 10 kHz amplitudemåling oppnådd med sender/mottaker-avstander på 3,05, 9,15, 18,30 og 27,4 meter (10, 30, 60 og 90 fot) i nærvær av en grenseflate med en resistivitetskontrast på 1 til 10 ohm. Borestrengen (og således resistivitetsgruppen) er antatt å være parallell med grenseflaten og i forskjellige avstander vekk fra grenseflaten. Som kan sees i figur 4 er ikke gruppen med innbyrdes avstand 3,05 meter veldig følsom for grenseflaten; den viser bare små størrelsesendringer i nærheten av grenseflaten. Gruppen med innbyrdes avstand 9,15 meter er mer følsom, og viser en klar overgang i grenseflaten. Gruppen med innbyrdes avstand 18,3 meter er enda mer følsom; den viser en veldig tydelig overgang i resistiviteten rundt grenseflaten. Med denne avstanden mellom sender og mottaker begynner signalets magnitude å endre seg ved omtrent 6,10-12,20 meter (20-40 fot) vekk fra grenseflaten. Med gruppen med innbyrdes avstand 27,4 meter er endringen i signalets magnitude enda større. Det er tydelig at kombinasjon av forskjellige undersøkelsesdyp gjør det mulig å skille geologiske formasjoner med forskjellig radiell avstand. Den modulære oppbygningen gjør det enkelt å innrette verktøyene for forskjellige innbyrdes avstander i gruppen. Videre øker bruk av én eller flere triaksiale antenner som sendere og/eller mottakere den innbyreds avstanden som kan oppnås, noe som gir en en tilhørende økning i undersøkelsesdyp (DOI). [0062] Figure 3 shows examples of survey depths for a 10 kHz amplitude measurement obtained with transmitter/receiver distances of 3.05, 9.15, 18.30 and 27.4 meters (10, 30, 60 and 90 feet) in presence of an interface with a resistivity contrast of 1 to 10 ohms. The drill string (and thus the resistivity group) is assumed to be parallel to the interface and at different distances away from the interface. As can be seen in Figure 4, the group with a mutual distance of 3.05 meters is not very sensitive to the interface; it shows only small size changes near the interface. The group with a mutual distance of 9.15 meters is more sensitive, and shows a clear transition in the interface. The group with a mutual distance of 18.3 meters is even more sensitive; it shows a very clear transition in resistivity around the interface. At this distance between transmitter and receiver, the magnitude of the signal begins to change at approximately 6.10-12.20 meters (20-40 feet) away from the interface. With the group with a mutual distance of 27.4 metres, the change in the magnitude of the signal is even greater. It is clear that the combination of different survey depths makes it possible to distinguish geological formations with different radial distances. The modular structure makes it easy to adjust the tools for different distances in the group. Furthermore, the use of one or more triaxial antennas as transmitters and/or receivers increases the mutual distance that can be achieved, which gives a corresponding increase in depth of investigation (DOI).

Modulære komponenter som transceivere Modular components such as transceivers

[0063] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører design av resistivitetsgrupper med sender/mottaker-antenner. I disse verktøyene er ikke antennene konstruert som separate sendere eller mottakere. I stedet kan én og samme antenne fungere som enten sender eller mottaker. En slik forbedring, i tillegg til å være økonomisk fordelaktig, muliggjør mer undersøkelsesdyp for det samme antallet komponenter, som illustrert i figur 2. [0063] Some embodiments of the invention relate to the design of resistivity groups with transmitter/receiver antennas. In these tools, the antennas are not designed as separate transmitters or receivers. Instead, one and the same antenna can act as either transmitter or receiver. Such an improvement, in addition to being economically beneficial, enables more investigation depth for the same number of components, as illustrated in Figure 2.

[0064] Figur 2 viser en verktøyenhet 40 med tre komponenter 41, 42, 43 som danner to grupper med innbyrdes avstand D og Dx2. Siden antennene 41 og 43 kan fungere som sender eller mottaker, er en tredje gruppe med innbyrdes avstand Dx3 også tilgjengelig med denne verktøyutførelsen. Med transceiverantennene kan videre retningsmålinger også bli utført uten at det er nødvendig at sender og mottaker tilhører et felles nedihullsverktøy. For eksempel kan et sett av symmetriserte målinger frembringes først med antenne 41 som sender og antenne 43 som mottaker, og så med antenne 43 som sender og antenne 41 som mottaker. [0064] Figure 2 shows a tool unit 40 with three components 41, 42, 43 which form two groups with mutual distances D and Dx2. Since the antennas 41 and 43 can function as transmitter or receiver, a third group with mutual distance Dx3 is also available with this tool design. With the transceiver antennas, further direction measurements can also be carried out without the need for the transmitter and receiver to belong to a common downhole tool. For example, a set of symmetric measurements can be produced first with antenna 41 as transmitter and antenna 43 as receiver, and then with antenna 43 as transmitter and antenna 41 as receiver.

Fjerne komponenter som sender/transceivere Remove components such as transmitters/transceivers

[0065] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører verktøy med antennekomponenter plassert langt vekk fra andre BHA-verktøy (f.eks. mottakerne eller senderne). Brønner har ofte svinger og bøyer som begrenser den praktisk mulige lengden til en BHA. Følgelig kan ikke tradisjonelle resistivitetsverktøy ha sendere og mottakere plassert lenger fra hverandre enn den praktiske lengdebegrensningen for bunnhullsenheten (omtrent 46 meter (150 fot)). Slike verktøy er ikke i stand til å gi det undersøkelsesdypet som kan være nødvendig ved plassering av en brønnbane innenfor et reservoar med en tykkelse som overstiger den maksimale praktisk mulige lengden til en standard boreverktøyenhet. [0065] Some embodiments of the invention relate to tools with antenna components located far away from other BHA tools (eg the receivers or transmitters). Wells often have turns and bends that limit the practical length of a BHA. Consequently, traditional resistivity tools cannot have transmitters and receivers spaced further apart than the practical downhole unit length limitation (approximately 46 meters (150 ft)). Such tools are not capable of providing the depth of investigation that may be required when locating a well path within a reservoir with a thickness that exceeds the maximum practical length of a standard drilling tool unit.

[0066] Figur 4 viser en resistivitetsgruppe som innlemmer en fjern komponent ifølge én utførelsesform av oppfinnelsen. Som vist omfatter resistivitetsgruppen en tradisjonell UDR (Ultra Deep Resistivity) 51 i BHA-en. UDR-en omfatter tre antenner (sendere, mottakere eller transceivere) 52, 53, 54. Videre opp borestrengen omfatter resistivitetsgruppen også en fjern modul 55, som omfatter en sender, en mottaker eller en transceiver. Antennen i den fjerne modulen 55 kan brukes med en hvilken som helst av antennene 52, 53, 54 til å danne en gruppe med stor innbyrdes avstand. Ved å anvende en fjern modul 55 med andre tradisjonelle resistivitetsverktøy i bunnhullsenheten, kan sender/mottaker-avstand (dvs. innbyrdes avstand i gruppen) settes til en hvilken som helst ønsket avstand. Den fjerne modulen 55 kan være uavhengig drevet. Videre kan den fjerne modulen 55 for eksempel bli aktivert ved hjelp av trådløs telemetri. I én utførelsesform kan ett eller flere vektrør 63 være anordnet mellom den fjerne modulen 55 og én eller flere av antennene 52, 53, 54. [0066] Figure 4 shows a resistivity array incorporating a remote component according to one embodiment of the invention. As shown, the resistivity group includes a traditional UDR (Ultra Deep Resistivity) 51 in the BHA. The UDR comprises three antennas (transmitters, receivers or transceivers) 52, 53, 54. Further up the drill string, the resistivity group also comprises a remote module 55, which comprises a transmitter, a receiver or a transceiver. The antenna in the remote module 55 can be used with any of the antennas 52, 53, 54 to form a widely spaced array. By using a remote module 55 with other traditional resistivity tools in the bottom hole assembly, the transmitter/receiver spacing (ie intergroup spacing) can be set to any desired spacing. The remote module 55 may be independently powered. Furthermore, the remote module 55 can for example be activated by means of wireless telemetry. In one embodiment, one or more neck tubes 63 can be arranged between the remote module 55 and one or more of the antennas 52, 53, 54.

[0067] Posisjonen til den fjerne modulen 55 kan velges i samme størrelsesorden som (eller større enn) reservoarets tykkelse. Det å ha en innbyrdes avstand innenfor gruppen i samme størrelsesorden som (eller større enn) reservoarets tykkelse kan gi særskilte fordeler som ellers er utilgjengelig for tradisjonelle resistivitetsverktøy. [0067] The position of the remote module 55 can be chosen in the same order of magnitude as (or greater than) the thickness of the reservoir. Having a mutual distance within the group in the same order of magnitude as (or greater than) the thickness of the reservoir can provide special advantages that are otherwise unavailable to traditional resistivity tools.

[0068] For eksempel viser figurene 6C og 6D at amplituderesponsene til den lange gruppen (der den innbyrdes avstanden er i samme størrelsesorden som lagtykkelsen, 39,6 meter (130 fot)) er mye enklere og tydelig angir hvor laggrensene er. Responsene til denne ekstra lange gruppen (spesielt ved lave frekvenser) er ikke følsom for reservoarets indre kompleksitet. Til motsetning, som kan sees i figurene 6A og 6B, er amplituderesponsen til tradisjonelle resistivitetsgrupper fra kjent teknikk (der den innbyrdes avstanden er mindre enn lagtykkelsen, 39,6 meter) mer følsom for resistivitetsvariasjoner innenfor laget, men mindre følsom for laggrenser. Resultater fra figurene 6A- 6D viser at føleravstander (innbyrdes avstand innenfor gruppen) og driftsfrekvenser med fordel kan velges basert på egenskapene til reservoaret som bores, for eksempel forventet lagtykkelse eller forholdet mellom laveste reservoarlagresistivitet og resistiviteten til takbergartene og reservoarbunnen. [0068] For example, Figures 6C and 6D show that the amplitude responses of the long group (where the mutual distance is of the same order of magnitude as the layer thickness, 39.6 meters (130 feet)) are much simpler and clearly indicate where the layer boundaries are. The responses of this extra long group (especially at low frequencies) are not sensitive to the internal complexity of the reservoir. In contrast, as can be seen in Figures 6A and 6B, the amplitude response of traditional prior art resistivity arrays (where the mutual distance is less than the layer thickness, 39.6 meters) is more sensitive to resistivity variations within the layer, but less sensitive to layer boundaries. Results from Figures 6A-6D show that sensor distances (distance within the group) and operating frequencies can be advantageously chosen based on the properties of the reservoir being drilled, for example expected layer thickness or the ratio between the lowest reservoir layer resistivity and the resistivity of the roof rocks and the reservoir bottom.

Foroverseende funksjon med komponenter ved borkronen Predictive function with components at the drill bit

[0069] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører resistivitetsverktøy med evne til å se forover. Ifølge utførelsesformer av oppfinnelsen kan en komponent bli plassert nær ved borkronen på en måte tilsvarende den beskrevet i US-patentet 6,057,784 meddelt til Schaff m.fl., og overdratt til samme som foreliggende oppfinnelse. Videre kan en antenne også bli plassert på et roterende styrbart verktøy eller direkte inne i en borkrone. Ved at en transceiver plasseres ved borkronen blir resistivitetsmålepunktet tatt midt mellom hvert sender/mottaker-par flyttet nærmere borkronen, og muliggjør således kortere reaksjonstid under boring. Denne muligheten muliggjør tidligere iverksettelse av tiltak i sanntid for å posisjonere brønnen basert på geologiske hendelser. Videre er det også mulig å se foran borkronen ved å anvende verktøyresponshalen som går forbi et par av resistivitetsfølere. [0069] Some embodiments of the invention relate to resistivity tools with the ability to see ahead. According to embodiments of the invention, a component can be placed close to the drill bit in a manner similar to that described in US patent 6,057,784 granted to Schaff et al., and transferred to the same as the present invention. Furthermore, an antenna can also be placed on a rotating controllable tool or directly inside a drill bit. By placing a transceiver at the drill bit, the resistivity measurement point taken in the middle of each transmitter/receiver pair is moved closer to the drill bit, thus enabling a shorter reaction time during drilling. This possibility enables earlier implementation of measures in real time to position the well based on geological events. Furthermore, it is also possible to see in front of the drill bit by using the tool response tail which passes a pair of resistivity sensors.

[0070] Figur 5 viser ett eksempel på en resistivitetsgruppe ifølge én utførelsesform av oppfinnelsen. Som vist omfatter resistivitetsverktøyet en borkrone 14 ved den ene enden av borestrengen. En antenne 73 (som kan være en sender- eller en mottakerantenne) er anordnet på borestrengen nær ved borkronen 14. I tillegg omfatter resistivitetsgruppen en UDR 51 med tre transceiver-moduler 52, 53, 34, som kan fungere som mottakere eller sendere. Selv om tre transceiver-moduler er vist i dette eksempelet, vil fagmannen forstå at et slikt verktøy kan ha flere eller færre transceiver-moduler. Videre kan mottaker- eller sendermoduler erstatte én eller flere av transceiver-modulene. I én utførelsesform kan antennen 73 være en komponent av borkronen 14. [0070] Figure 5 shows an example of a resistivity group according to one embodiment of the invention. As shown, the resistivity tool comprises a drill bit 14 at one end of the drill string. An antenna 73 (which can be a transmitter or a receiver antenna) is arranged on the drill string close to the drill bit 14. In addition, the resistivity group comprises a UDR 51 with three transceiver modules 52, 53, 34, which can function as receivers or transmitters. Although three transceiver modules are shown in this example, those skilled in the art will appreciate that such a tool may have more or fewer transceiver modules. Furthermore, receiver or transmitter modules can replace one or more of the transceiver modules. In one embodiment, the antenna 73 may be a component of the drill bit 14.

[0071] Ifølge noen utførelsesformer av oppfinnelsen har antennen 73 nær borkronen et ikke langsgående magnetisk moment, dvs. at det magnetiske momentet til antennen 73 ikke står i en retning som er parallell med borestrengaksen. Det ikke langsgående magnetiske momentet til antennen 73 sikrer at antennen 73 har en komponent av det magnetiske momentet i tversgående retning (dvs. retningen vinkelrett på borestrengaksen). Videre omfatter minst én av transceiver-modulene (f.eks.52, 53, 54) en triaksial antenne, der tre antenner har magnetiske momenter med tre forskjellige orienteringer. I noen tilfeller kan de triaksiale antennene ha magnetiske momenter i tre ortogonale retninger. Den triaksiale antennemodulen vil sikre at i hvert fall noen av transversalkomponentene til den triaksiale antennen kan danne betydningsfull kobling med transversalkomponenten av antennen 73 nærmest borkronen. [0071] According to some embodiments of the invention, the antenna 73 near the drill bit has a non-longitudinal magnetic moment, i.e. that the magnetic moment of the antenna 73 is not in a direction parallel to the drill string axis. The non-longitudinal magnetic moment of the antenna 73 ensures that the antenna 73 has a component of the magnetic moment in the transverse direction (ie the direction perpendicular to the drill string axis). Furthermore, at least one of the transceiver modules (e.g. 52, 53, 54) comprises a triaxial antenna, where three antennas have magnetic moments with three different orientations. In some cases, the triaxial antennas can have magnetic moments in three orthogonal directions. The triaxial antenna module will ensure that at least some of the transverse components of the triaxial antenna can form a significant connection with the transverse component of the antenna 73 closest to the drill bit.

Antennen 73 nærmest borkronen kan være en sender, en mottaker eller en transceiver. I alminnelighet er det foretrukket at antennen 73 nærmest borkronen er en sender fordi en mottakerantenne vil kunne se kraftigere elektrisk støy fra økt vibrasjon og rystelser eller fra mulig tilstedeværelse av et høyeffekt, roterende styrbart verktøy. Som følge av dette kan motorenheten 16, som kan omfatte motordrevne styringskomponenter, forstyrre en mottakerantenne. The antenna 73 closest to the drill bit can be a transmitter, a receiver or a transceiver. In general, it is preferred that the antenna 73 closest to the drill bit is a transmitter because a receiving antenna will be able to see stronger electrical noise from increased vibration and shaking or from the possible presence of a high power, rotating steerable tool. As a result, the motor unit 16, which may include motor-driven control components, can interfere with a receiving antenna.

Multifrekvent måling Multi-frequency measurement

[0072] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører verktøy og fremgangsmåter som anvender flere frekvenser for resistivitetsmåling. Ifølge utførelsesformer av oppfinnelsen kan frekvenser velges slik at de mer effektivt dekker frekvensspekteret for å bedre nøyaktigheten og øke fleksibiliteten ved invertering av dype resistivitetsmålinger. For eksempel, ifølge noen utførelsesformer av oppfinnelsen, kan målinger bli samlet inn med en fordeling på 3 eller flere frekvenser for hver dekade (intervall som spenner over en faktor 10). [0072] Some embodiments of the invention relate to tools and methods that use several frequencies for resistivity measurement. According to embodiments of the invention, frequencies can be selected so that they more effectively cover the frequency spectrum to improve accuracy and increase flexibility when inverting deep resistivity measurements. For example, according to some embodiments of the invention, measurements may be collected with a distribution of 3 or more frequencies for each decade (interval spanning a factor of 10).

Disse frekvensene kan bli satt eller valgt automatisk, enten før boring eller under boring, for å gi optimal formasjonsinversjon. Kombinasjonen av sender/mottakeravstand med frekvens er en vesentlig del av bestemmelse av et reservoars ytre grenser med komplekse indre lag. Kombinasjonen av antenneavstand og frekvens blir fortrinnsvis valgt slik at den tar hensyn til følgende likning for maksimal følsomhet. These frequencies can be set or selected automatically, either before drilling or during drilling, to provide optimal formation inversion. The combination of transmitter/receiver distance with frequency is an essential part of determining the outer limits of a reservoir with complex internal layers. The combination of antenna distance and frequency is preferably chosen so that it takes into account the following equation for maximum sensitivity.

[0073] La oss definere gangkoeffisienten k som: k<2 >= εµω<2 >+ iσµω , der ε er elektromagnetisk permittivitet, µ er elektromagnetisk permeabilitet, σ er konduktivitet og ω er vinkelfrekvens. Dersom L representerer avstanden mellom sender og mottaker, ønsker vi at: |k|.L�[0,1;10]. Frekvensene velges fortrinnsvis slik at de oppfyller dette kriteriet. [0073] Let us define the frequency coefficient k as: k<2 >= εµω<2 >+ iσµω , where ε is electromagnetic permittivity, µ is electromagnetic permeability, σ is conductivity and ω is angular frequency. If L represents the distance between transmitter and receiver, we want that: |k|.L�[0,1;10]. The frequencies are preferably chosen so that they meet this criterion.

[0074] De multifrekvente målingene kan effektivt utføres med bruk av et hvilket som helst gjennomføringsskjema kjent for fagmannen. For eksempel viser figur 7 et eksempel på resistivitetmålingssekvens for multifrekvent måling. I skjemaet vist i figur 7 er alle TX-pulsene antatt å ha styrt amplitude. Videre vil fagmannen vite at i pulsskjemaet, som vist i figur 7, én enkelt puls kan anvendes for å bære to eller flere frekvenser. Signalmålinger kan utføres ved å måle de sanne spenningene som avføles av mottakerne. Alternativt kan signalene bli målt som differanssignaler mellom et par av pulser med forskjellig frekvens. [0074] The multi-frequency measurements can be effectively carried out using any implementation scheme known to the person skilled in the art. For example, Figure 7 shows an example of resistivity measurement sequence for multi-frequency measurement. In the scheme shown in figure 7, all the TX pulses are assumed to have controlled amplitude. Furthermore, the person skilled in the art will know that in the pulse pattern, as shown in Figure 7, a single pulse can be used to carry two or more frequencies. Signal measurements can be performed by measuring the true voltages sensed by the receivers. Alternatively, the signals can be measured as difference signals between a pair of pulses with different frequencies.

Kombinasjon av komponenter med eksisterende LWD-verktøy [0075] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører resistivitetsgrupper som har fjerne komponenter, som beskrevet over, sammen med andre tradisjonelle resistivitetsverktøy. For eksempel viser figur 8 et verktøy omfattende to fjerne komponenter med sendere 55A og 55B og et tradisjonelt LWD-resistivitetsverktøy som kan fungere som mottakere for de fjerne sendermodulene for å danne arrayer med innbyrdes avstander som er mye lengre enn det som er mulig med tradisjonelle resistivitetsgrupper. Fagmannen vil forstå at et hvilket som helst tradisjonelt resistivitetsverktøy med én eller flere antenner for å motta resistivitetssignaler kan anvendes sammen med sendere på fjerne komponenter som beskrevet her. Muligheten til å kjøre sendermoduler i kombinasjon med et eksisterende "grunt" LWD-verktøy (med bruk av deres resistivitetsantenner som dype resistivitetsmottakere) muliggjør kostnadsrasjonalisering og integrert målefunksjon. Combination of Components with Existing LWD Tools [0075] Some embodiments of the invention relate to resistivity arrays having remote components, as described above, along with other traditional resistivity tools. For example, Figure 8 shows a tool comprising two remote components with transmitters 55A and 55B and a traditional LWD resistivity tool that can act as receivers for the remote transmitter modules to form arrays with spacing much longer than is possible with traditional resistivity arrays . Those skilled in the art will appreciate that any traditional resistivity tool with one or more antennas to receive resistivity signals can be used in conjunction with remote component transmitters as described herein. The ability to run transmitter modules in combination with an existing "shallow" LWD tool (using their resistivity antennas as deep resistivity receivers) enables cost rationalization and integrated measurement capability.

Antenne med flere viklinger Antenna with multiple windings

[0076] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører antenner som kan anvendes effektivt over et bredt frekvensområde. Når en antenne anvendes for å sende ut et resistivitetssignal med en gitt frekvens, er antennen mest effektiv når frekvensen er lavere enn antennens egenresonansfrekvens. Når en gitt antenne blir anvendt over et bredt frekvensområde kan antennen derfor være lite effektiv i enkelte frekvensområder. For eksempel, for å sende med den høyeste frekvensen, bør antallet viklinger i antennen være lite nok til at en er lavere enn spolens egenfrekvens. For å være optimal ved overføring på en lavere frekvens, må imidlertid antallet viklinger økes. Som følge av dette har tradisjonelle antenner ofte viklinger som representerer et kompromiss for det tiltenkte området av driftsfrekvenser. [0076] Some embodiments of the invention relate to antennas that can be used effectively over a wide frequency range. When an antenna is used to send out a resistivity signal with a given frequency, the antenna is most efficient when the frequency is lower than the antenna's self-resonance frequency. When a given antenna is used over a wide frequency range, the antenna may therefore be inefficient in certain frequency ranges. For example, to transmit at the highest frequency, the number of turns in the antenna should be small enough that one is lower than the natural frequency of the coil. To be optimal when transmitting at a lower frequency, however, the number of windings must be increased. As a result, traditional antennas often have windings that represent a compromise for the intended range of operating frequencies.

[0077] Ifølge noen utførelsesformer av oppfinnelsen kan en antenne ha flere lag av viklinger; hvert av lagene kan være enten koblet i parallell for høy frekvens eller i serie for en lavere frekvens for effektivt å balansere impedansbelastningen på antennen når den drives med konstant spenning. Skifte mellom seriell og parallell funksjon kan være styrt elektronisk. [0077] According to some embodiments of the invention, an antenna can have several layers of windings; each of the layers can be connected either in parallel for high frequency or in series for a lower frequency to effectively balance the impedance load on the antenna when operated with constant voltage. Switching between serial and parallel function can be controlled electronically.

[0078] Figur 9 viser et eksempel på antenne ifølge én utførelsesform av oppfinnelsen. Et spolelag 101A-101C, i dette eksempelet, er enten koblet i serie for å maksimere antallet viklinger ved overføring på lav frekvens (for eksempel i området rundt 1kHz), eller er koblet i parallell for et høyere frekvensområde (for eksempel 100 kHz). Spolelagene 101A-101C er omspunnet rundt en stamme 102. Fagmannen vil vite at flere lag av spoler vil kunne anvendes i en antenne for å muliggjøre en finere innstilling av antennens ytelse. [0078] Figure 9 shows an example of an antenna according to one embodiment of the invention. A coil layer 101A-101C, in this example, is either connected in series to maximize the number of turns when transmitting at a low frequency (for example, in the region of 1kHz), or is connected in parallel for a higher frequency range (for example, 100 kHz). The coil layers 101A-101C are wound around a stem 102. Those skilled in the art will know that several layers of coils can be used in an antenna to enable finer tuning of the antenna's performance.

Utvidelse til andre resistivitetsmålingsmetoder Extension to other resistivity measurement methods

[0079] Tradisjonelle dype resistivitetsmålinger, så som den beskrevet i US-patentet 6,188,222, er basert på en induksjonsmekanisme og måler signalamplitude, ikke fase eller faseskift eller dempning. Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører dype resistivitetsmålinger basert på en propageringsmekanisme og måler faseskift og dempning (dvs. differansmålinger) ved å innføre en ekstra mottakerantenne med en avstand mellom mottakerparet i størrelsesorden 1,5 til 3 meter (5 til 10 fot), som er betydelig lengre enn avstanden mellom mottakerparet (typisk begrenset til mindre enn 30 cm) i et tradisjonelt propageringsverktøy. Den større avstanden mellom mottakerparet er ønskelig på grunn av de lavere frekvensene som anvendes for dyp EM-måling (1 til 200kHz). En avstand mellom mottakerparene i størrelsesorden 1,5 til 3 meter vil sikre at det minste faseskiftet som kan måles ligger i området ~0,1 grader. [0079] Traditional deep resistivity measurements, such as that described in US Patent 6,188,222, are based on an induction mechanism and measure signal amplitude, not phase or phase shift or attenuation. Some embodiments of the invention relate to deep resistivity measurements based on a propagation mechanism and measure phase shift and attenuation (ie, difference measurements) by introducing an additional receiver antenna with a distance between the receiver pair on the order of 1.5 to 3 meters (5 to 10 feet), which is significant longer than the distance between the receiver pair (typically limited to less than 30 cm) in a traditional propagation tool. The greater distance between the receiver pair is desirable because of the lower frequencies used for deep EM measurement (1 to 200kHz). A distance between the receiver pairs of the order of 1.5 to 3 meters will ensure that the smallest phase shift that can be measured is in the range of ~0.1 degrees.

[0080] I tillegg til å anvende et mottakerpar kan differansemålinger i fase og amplitude (dvs. faseskift og dempning) også bli utført med et passende pulsskjema, så som det vist i figur 7. Måleskjemaet vist i figur 7 kan anvende én (eller flere) av de utsendte pulsene ved en gitt frekvens som tidsreferanse. Antatt en konstant fasereferanse (eller tidsdifferanse) mellom pulser i pulstoget (denne tidsdifferansen kan også bli målt og kommunisert til mottakeren ved hjelp av trådløs telemetri), kan fasereferansen (eller tidsdifferansen) for de mottatte pulstogene bestemmes med hensyn til referansepulsen. [0080] In addition to using a pair of receivers, difference measurements in phase and amplitude (i.e. phase shift and attenuation) can also be performed with a suitable pulse scheme, as shown in Figure 7. The measurement scheme shown in Figure 7 can use one (or more ) of the emitted pulses at a given frequency as a time reference. Assuming a constant phase reference (or time difference) between pulses in the pulse train (this time difference can also be measured and communicated to the receiver using wireless telemetry), the phase reference (or time difference) of the received pulse trains can be determined with respect to the reference pulse.

[0081] Den samme metoden (som anvender amplituden til en referansepuls for sammenlikning) kan også anvendes på amplitudeforholdet mellom hver puls i pulstoget og referansepulsen. I dette tilfellet kan amplitudeforholdet ved senderen bli holdt konstant eller målt. Differansemetoden i pulsankomsttid og amplitudeforhold reduserer målingens avhengighet av nøyaktig luftkalibrering, som kreves for amplitudemålingen. [0081] The same method (which uses the amplitude of a reference pulse for comparison) can also be applied to the amplitude ratio between each pulse in the pulse train and the reference pulse. In this case the amplitude ratio at the transmitter can be kept constant or measured. The difference method in pulse arrival time and amplitude ratio reduces the measurement's dependence on accurate air calibration, which is required for the amplitude measurement.

[0082] Som et eksempel viser figurene 10A - 10F forskjellige målinger for en plan grenseflate med en resistivitetskontrast på 1 og 100 ohm, med bruk av et verktøy med en sender/mottaker-avstand på 21,3 meter (70 fot). Dette verktøyet har sender- og mottakerantenner med langsgående magnetiske momenter (dvs. magnetiske momenter i retning parallelt med verktøyets lengdeakse). [0082] As an example, Figures 10A - 10F show various measurements for a planar interface with a resistivity contrast of 1 and 100 ohms, using a tool with a transmitter/receiver distance of 21.3 meters (70 feet). This tool has transmitter and receiver antennas with longitudinal magnetic moments (ie magnetic moments in a direction parallel to the longitudinal axis of the tool).

[0083] Figur 10A og figur 10B viser henholdsvis amplitudemålinger og relative amplitudemålinger, ved forskjellige frekvenser. I figur 10B er de relative amplitudemålingene i forhold til amplitudemålingen ved 2 KHz. Figur 10C og figur 10D viser henholdsvis fasemålinger og relative fasemålinger, ved forskjellige frekvenser. I figur 10D er de relative fasemålingene i forhold til fasemålingen ved 2 KHz. [0083] Figure 10A and Figure 10B show respectively amplitude measurements and relative amplitude measurements, at different frequencies. In Figure 10B, the relative amplitude measurements are in relation to the amplitude measurement at 2 KHz. Figure 10C and Figure 10D show phase measurements and relative phase measurements, respectively, at different frequencies. In figure 10D, the relative phase measurements are in relation to the phase measurement at 2 KHz.

[0084] Figur 10E og Figur 10F viser henholdsvis faseskiftmåling og dempning, ved forskjellige frekvenser, som målt med et par av mottakere med en innbyrdes avstand på 2,44 meter (8 fot). Med en slik mottakeravstand kan en tydelig observere betydelige variasjoner i faseskift og dempning. Begge målingene gir et annet sett av målinger med forskjellig følsomhet, noe som gjør det mulig å anvende mer uavhengige målinger under inversjonsprosessen. [0084] Figure 10E and Figure 10F show phase shift measurement and attenuation, respectively, at different frequencies, as measured with a pair of receivers spaced 2.44 meters (8 feet) apart. With such a receiver distance, significant variations in phase shift and attenuation can be clearly observed. Both measurements provide a different set of measurements with different sensitivities, making it possible to use more independent measurements during the inversion process.

[0085] Noen utførelsesformer av oppfinnelsen vedrører geostyring. En fremgangsmåte ved geostyring ifølge utførelsesformer av oppfinnelsen kan anvende en hvilken som helst resistivitetsgruppe beskrevet over og/eller anvende en målemetode beskrevet over (f.eks. multifrekvente målinger, bruk av et pulsskjema, etc.). [0085] Some embodiments of the invention relate to geosteering. A method of geosteering according to embodiments of the invention can use any resistivity group described above and/or use a measurement method described above (e.g. multi-frequency measurements, use of a pulse pattern, etc.).

[0086] Alle målinger med de ovenfor beskrevne utførelsesformer av oppfinnelsen kan bli utvidet til retningsmålinger. Retningsmålinger muliggjør økt følsomhet for grenseflatene og vil forbedre inversjonsprosessen følgelig. I noen utførelsesformer har antennen(e) en transversal magnetisk dipol kombinert med en normal "aksiell" antenne for å besørge begge målingene fra samme antenne. I en triaksial antenne, som omtalt over, kan én del være linjeført med bunnhullsenhetens akse mens de andre to delene er skråstilt i forhold til denne. Tradisjonelle avskjerminger kan også bli anvendt med utførelsesformer av oppfinnelsen som ønsket. Det vil forstås at antennene (og tilhørende elektronikk) i utførelsesformene av oppfinnelsen kan realiseres med bruk av én av mange velkjente antenneutførelser og innpakkingssystemer. For eksempel kan loggeapparatet beskrevet i U.S.-patentet 6,188,222 anvendes for å realisere foreliggende oppfinnelse. [0086] All measurements with the above-described embodiments of the invention can be extended to directional measurements. Directional measurements enable increased sensitivity to the interfaces and will improve the inversion process accordingly. In some embodiments, the antenna(s) have a transverse magnetic dipole combined with a normal "axial" antenna to provide both measurements from the same antenna. In a triaxial antenna, as discussed above, one part can be aligned with the axis of the bottom hole unit, while the other two parts are inclined relative to this. Traditional screens can also be used with embodiments of the invention as desired. It will be understood that the antennas (and associated electronics) in the embodiments of the invention can be realized using one of many well-known antenna designs and packaging systems. For example, the logging apparatus described in U.S. patent 6,188,222 can be used to realize the present invention.

[0087] Selv om utførelsesformene beskrevet her illustrerer logging-under-boringverktøy som en hjelp til å forklare forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsen, er ikke et verktøy ifølge oppfinnelsen begrenset til noen konkret føringsmåte. Et verktøy ifølge oppfinnelsen kan således anvendes for eksempel under operasjoner som logging-under-boring, logging-under-tripping, kveilrørboring, logging gjennom borkronen, forlengningsrørboring, fôringsrørboring. [0087] Although the embodiments described here illustrate logging-while-drilling tools as an aid in explaining various embodiments of the invention, a tool according to the invention is not limited to any concrete guiding method. A tool according to the invention can thus be used, for example, during operations such as logging-under-drilling, logging-under-tripping, coiled pipe drilling, logging through the bit, extension pipe drilling, feed pipe drilling.

[0088] Ifølge en alternativ utførelsesform av oppfinnelsen letter et annet system og en annen fremgangsmåte frembringelse av data vedrørende et undergrunnsområde. For eksempel kan et foroverseende logging-under-boringsystem anvendes for å lette deteksjon og måling av forskjellige trekk og egenskaper i undergrunnen. Logging-under-boring-systemet kan "se forover" ved å frembringe data fra områder foran logging-under-boring-systemet, for eksempel under boring av en brønnboring. [0088] According to an alternative embodiment of the invention, another system and another method facilitate the production of data relating to an underground area. For example, a predictive logging-under-drilling system can be used to facilitate the detection and measurement of various features and properties in the subsoil. The logging-while-drilling system can "look ahead" by producing data from areas ahead of the logging-while-drilling system, for example during the drilling of a wellbore.

[0089] Figur 11 illustrerer et eksempel på et system 40 som anvendes for å utføre loggingsoperasjoner i en brønnboring 42 ifølge én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. I den illustrerte utførelsesformen omfatter systemet 40 et loggingunder-boring-system 44 kombinert med et verktøy, så som en bunnhullsenhet 46. Bunnhullsenheten 46 kan omfatte en borkrone 66 som anvendes for å bore brønnboringen 42 samtidig med logging av et undergrunnsområde 48 der brønnboringen 42 dannes. [0089] Figure 11 illustrates an example of a system 40 which is used to perform logging operations in a wellbore 42 according to one embodiment of the present invention. In the illustrated embodiment, the system 40 comprises a logging sub-drilling system 44 combined with a tool, such as a downhole unit 46. The downhole unit 46 may comprise a drill bit 66 which is used to drill the wellbore 42 simultaneously with logging of an underground area 48 where the wellbore 42 is formed .

[0090] I den illustrerte utførelsesformen kan bunnhullsenheten 46, omfattende logging-under-boring-systemet 44, bli ført nedihulls ved hjelp av en føringsanordning 50. Føringsanordningen 50 kan være i form av borerør, kveilrør eller en annen passende type føringsanordning. Videre kan systemet 40 omfatte et styresystem 52 koblet til logging-under-boring-systemet 44 via en passende kabelbasert eller trådløs kommunikasjonslinje 54. Som et eksempel kan styresystemet 52 omfatte et datamaskinbasert styresystem for å behandle data mottatt fra logging-under-boring-systemet 44. Dataene/prosessresultatene kan bli vist for bruk av en operatør på en passende fremvisningsanordning 56, så som en dataskjerm, anordnet på overflaten. [0090] In the illustrated embodiment, the downhole unit 46, comprising the logging-under-drilling system 44, can be guided downhole by means of a guide device 50. The guide device 50 can be in the form of drill pipe, coiled pipe or another suitable type of guide device. Furthermore, the system 40 may include a control system 52 connected to the logging-while-drilling system 44 via a suitable cable-based or wireless communication line 54. As an example, the control system 52 may include a computer-based control system for processing data received from the logging-while-drilling system 44. The data/process results may be displayed for use by an operator on a suitable display device 56, such as a computer screen, disposed on the surface.

[0091] I eksempelet i figur 11 omfatter logging-under-boring-systemet 44 en sendermodul 58 med en senderantenne 60 og en mottakermodul 62 med en mottakerantenne 64. I det konkrete eksempelet som er illustrert omfatter loggingunder-boring-systemet 44 flere, f.eks. to, mottakermoduler 62. Sendermodulen 58 og mottakermodulen eller -modulene 62 er anordnet på atskilte steder langs bunnhullsenheten 46, og avstanden er valgt for å gi et ønsket undersøkelsesdyp. Sendermodulen 58 befinner seg nær ved en borkrone 66 på bunnhullsenheten 46. For eksempel kan sendermodulen 58 være anordnet på en komponent 68 bak en borkrone 66 eller på annen måte nær ved borkronen. Med et slikt system blir et målepunkt (tatt som midtpunktet mellom sendermodul 58 og mottakermodul 62) skjøvet mot borkronen 66 på en måte som ikke bare gir radiell følsomhet, men også følsomhet foran senderantennen 60. [0091] In the example in Figure 11, the logging-while-drilling system 44 comprises a transmitter module 58 with a transmitter antenna 60 and a receiver module 62 with a receiver antenna 64. In the specific example that is illustrated, the logging-while-drilling system 44 comprises several, f .ex. two, receiver modules 62. The transmitter module 58 and the receiver module or modules 62 are arranged at separate locations along the bottom hole assembly 46, and the spacing is chosen to provide a desired survey depth. The transmitter module 58 is located close to a drill bit 66 on the bottom hole unit 46. For example, the transmitter module 58 can be arranged on a component 68 behind a drill bit 66 or otherwise close to the drill bit. With such a system, a measurement point (taken as the midpoint between the transmitter module 58 and the receiver module 62) is pushed towards the drill bit 66 in a way that provides not only radial sensitivity, but also sensitivity in front of the transmitter antenna 60.

[0092] I utførelsesformen illustrert i figur 11 og i andre utførelsesformer beskrevet nedenfor kan forskjellige antenneoppstillinger anvendes. For eksempel kan sendermodulen 58 ha en skråstilt antenne 60. Bruk av en skråstilt antenne innebærer at det magnetiske dipolmomentet ikke er linjeført med verktøyaksen, f.eks. bunnhullsenhetens akse, og det magnetiske dipolmomentet er heller ikke vinkelrett på verktøyaksen. Mottakermodulen 62 kan også anvende en skråstilt antenne 64, eller dens antenne 64 kan omfatte en aksiell antenne der dens magnetiske dipolmoment peker langs verktøyets akse eller vinkelrett på verktøyaksen. I én nyttig utførelsesform er det totale antall antenner i sender- og mottakermodulene fire, og mange oppstillinger av disse fire antennene er mulige. [0092] In the embodiment illustrated in Figure 11 and in other embodiments described below, different antenna arrangements can be used. For example, the transmitter module 58 can have an inclined antenna 60. Using an inclined antenna means that the magnetic dipole moment is not aligned with the tool axis, e.g. axis of the downhole assembly, and the magnetic dipole moment is also not perpendicular to the tool axis. The receiver module 62 may also use an inclined antenna 64, or its antenna 64 may comprise an axial antenna where its magnetic dipole moment points along the tool axis or perpendicular to the tool axis. In one useful embodiment, the total number of antennas in the transmitter and receiver modules is four, and many arrangements of these four antennas are possible.

[0093] Selv om antennene er beskrevet med hensyn til magnetiske dipolantenner, kan antennene 60, 64 også omfatte elektriske dipolantenner. Som et eksempel kan magnetiske dipolantenner, så som spoler, anvendes i induksjons- og/eller propageringsmålinger. Elektriske dipolantenner kan anvende elektroder og/eller toroider. Avhengig av den konkrete anvendelsen kan rollen til senderantennene og mottakerantennene bli byttet om. [0093] Although the antennas are described with respect to magnetic dipole antennas, the antennas 60, 64 may also comprise electric dipole antennas. As an example, magnetic dipole antennas, such as coils, can be used in induction and/or propagation measurements. Electric dipole antennas can use electrodes and/or toroids. Depending on the specific application, the role of the transmitter antennas and the receiver antennas can be reversed.

[0094] Utførelsesformen av systemet 40 illustrert i figur 11 plasserer sendermodulen 58 rett bak borkronen 66. Som et eksempel kan sendermodulen 58 og antennen 60 bli lagt i en borkroneboks 70 på en slammotor 72 som anvendes for å drive borkronen 66. Det skal bemerkes at hver sendermodul 58 også kan omfatte én eller flere følere 74 og tilhørende elektronikk 76 som strømforsynes gjennom en utvendig eller innvendig ledning eller av et innsatt batteri. Logging-under-boring-systemet 44 kan i tillegg innlemme en rekke forskjellige andre moduler 78, som kan omfatte en rekke forskjellige verktøy eller følere avhengig av den konkrete loggeoperasjonen som forventes for en gitt anvendelse. [0094] The embodiment of the system 40 illustrated in Figure 11 places the transmitter module 58 directly behind the drill bit 66. As an example, the transmitter module 58 and the antenna 60 can be placed in a drill bit box 70 on a mud motor 72 that is used to drive the drill bit 66. It should be noted that each transmitter module 58 can also include one or more sensors 74 and associated electronics 76 which are supplied with power through an external or internal line or by an inserted battery. The logging-while-drilling system 44 may additionally incorporate a variety of other modules 78, which may include a variety of different tools or sensors depending on the specific logging operation expected for a given application.

[0095] I figur 12 er en tilsvarende utførelsesform illustrert der borkronen 66 drives av et roterende styrbart system 80. Som et eksempel kan utførelsesformene illustrert i figurene 11 og 12 plassere følere 74, f.eks. elektromagnetiske følere, rett bak borkronen 66 eller ha dem integrert med borkronen 66. I alternative utførelsesformer kan føleren eller følerne 74, sammen med den tilhørende elektronikken 76, være anordnet direkte på det roterende styrbare systemet 80, som illustrert i figur 13, eller på slammotoren 72, som illustrert i figur 14. I utførelsesformene beskrevet over kan en rekke forskjellige antenner bli anvendt. For eksempel kan senderantennen 60 være dannet som en triaksial TX-antenne og mottakerantennene 64 kan være dannet som triaksiale RCV-antenner. De tilhørende følerne kan være enkeltstående følere eller kombinasjoner av induksjons-/propageringsfølere og/eller laterologfølere. I en annen utførelsesform illustrert i figur 15 er antennene toroidale, elektriske dipolantenner som kan være spesielt nyttige for brønner som bores med oljebasert slam. I denne utførelsesformen eller andre utførelsesformer kan ytterligere komponenter, så som en sentreringsenhet 82, være innlemmet i bunnhullsenheten 46. [0095] In Figure 12, a corresponding embodiment is illustrated where the drill bit 66 is driven by a rotating controllable system 80. As an example, the embodiments illustrated in Figures 11 and 12 can place sensors 74, e.g. electromagnetic sensors, directly behind the drill bit 66 or have them integrated with the drill bit 66. In alternative embodiments, the sensor or sensors 74, together with the associated electronics 76, can be arranged directly on the rotating controllable system 80, as illustrated in Figure 13, or on the mud motor 72, as illustrated in figure 14. In the embodiments described above, a number of different antennas can be used. For example, the transmitter antenna 60 may be formed as a triaxial TX antenna and the receiver antennas 64 may be formed as triaxial RCV antennas. The associated sensors can be individual sensors or combinations of induction/propagation sensors and/or laterolog sensors. In another embodiment illustrated in Figure 15, the antennas are toroidal electric dipole antennas which may be particularly useful for wells drilled with oil-based mud. In this embodiment or other embodiments, additional components, such as a centering assembly 82, may be incorporated into the bottom hole assembly 46.

[0096] I alminnelighet er det å ha senderantenner ved borkronen nyttig fordi kraft vanligvis er lettere tilgjengelig. For eksempel anvender et roterende styrbart system ofte en turbin som kraft kan tas fra. Videre forventes mottakerantenner anordnet på eller nær ved borkronen å ha høyere støy enn vanlige logging-underboring-verktøy på grunn av det mer vibrerende miljøet (mikrofonisk støy) på eller nær borkronen og på grunn av den betydelige mengden elektrisk kraft som vanligvis brukes av det roterende styrbare systemet. [0096] In general, having transmitter antennas at the drill bit is useful because power is usually more readily available. For example, a rotary steerable system often uses a turbine from which power can be taken. Furthermore, receiver antennas located on or near the drill bit are expected to have higher noise levels than conventional logging-downhole tools because of the more vibrating environment (microphonic noise) on or near the drill bit and because of the significant amount of electrical power typically used by the rotating controllable system.

[0097] En retningsbestemt antenne er en antenne med et dipolmoment som ikke er linjeført med verktøyaksen. Med én eller flere retningsbestemte senderantenner 60 anordnet på eller nær borkronen 66, kan målinger bli gjort som er følsomme for trekk foran senderantennen og borkronen. Ofte blir spenningsmålinger gjort for amplituden og fasen til spenningen indusert ved mottakerantennene 64 av et signal fra én eller flere senderantenner 60. Spenningen er proporsjonal med retningen og absoluttverdien til sendernes og mottakernes dipolmomenter via en elektromagnetisk koblingstensor. Koblingstensoren avhenger av frekvensen til det utsendte signalet, avstanden mellom sender og mottaker og formasjonsparametrene. [0097] A directional antenna is an antenna with a dipole moment that is not aligned with the tool axis. With one or more directional transmitter antennas 60 arranged on or near the drill bit 66, measurements can be made that are sensitive to drafts in front of the transmitter antenna and the drill bit. Often, voltage measurements are made for the amplitude and phase of the voltage induced at the receiver antennas 64 by a signal from one or more transmitter antennas 60. The voltage is proportional to the direction and absolute value of the dipole moments of the transmitters and receivers via an electromagnetic coupling tensor. The coupling tensor depends on the frequency of the emitted signal, the distance between transmitter and receiver and the formation parameters.

[0098] I figur 16 er det vist en illustrasjon for å definere en elektromagnetisk koblingstensor og for å vise hvordan den forholder seg til antenneorienteringene. I eksempelet i figur 16 peker Z-aksen langs verktøyaksen, og X- og Y-aksen står vinkelrett på hverandre og på Z-aksen. Den første bokstaven i koblingstensorkomponenten svarer til retningen til mottakerens dipolmoment, og den andre bokstaven svarer til retningen til senderens dipolmoment. Etter at spenningsmålinger er gjort og orienteringen og størrelsen til sender- og mottakerantennenes dipolmomenter er kjent, kan den elektromagnetiske koblingstensoren bestemmes. For å avlede egenskaper ved trekkene foran borkronen 66 kan en anvende den elektromagnetiske koblingstensoren, eller den elektromagnetiske koblingstensoren kan bli transformert til dens motsvarende formasjonsparametertensor, for eksempel en konduktivitetstensor, som så kan bli anvendt for å avlede ønskede egenskaper ved undergrunnsområdet foran borkronen. Enkeltkomponenter i disse tensorene, eller forskjellige kombinasjoner av komponentene, kan anvendes for å avlede formasjonsegenskaper. For eksempel kan hvilke som helst av følgende kombinasjoner anvendes: [0098] Figure 16 shows an illustration to define an electromagnetic coupling tensor and to show how it relates to the antenna orientations. In the example in Figure 16, the Z axis points along the tool axis, and the X and Y axes are perpendicular to each other and to the Z axis. The first letter of the coupling tensor component corresponds to the direction of the receiver dipole moment, and the second letter corresponds to the direction of the transmitter dipole moment. After voltage measurements are made and the orientation and magnitude of the transmitter and receiver antennas' dipole moments are known, the electromagnetic coupling tensor can be determined. To derive properties of the features in front of the drill bit 66, one can use the electromagnetic coupling tensor, or the electromagnetic coupling tensor can be transformed into its corresponding formation parameter tensor, for example a conductivity tensor, which can then be used to derive desired properties of the subsoil area in front of the drill bit. Individual components of these tensors, or different combinations of the components, can be used to derive formation properties. For example, any of the following combinations may be used:

ZZ/(XX+YY), noen ganger betegnet den "harmoniske resistivitet" (HR); ZZ/(XX+YY), sometimes referred to as "harmonic resistivity" (HR);

(ZZ-XZ)/(ZZ+XZ)*(ZZ+ZX)/(ZZ-ZX), noen ganger betegnet "symmetrisert retning" (SD) eller "første harmoniske retning"; (ZZ-XZ)/(ZZ+XZ)*(ZZ+ZX)/(ZZ-ZX), sometimes termed "symmetrized direction" (SD) or "first harmonic direction";

XX/YY, noen ganger betegnet "andre harmoniske retning"; og XX/YY, sometimes designated "second harmonic direction"; and

(ZZ+XZ)/(ZZ-XZ)*(ZZ+ZX)/(ZZ-ZX), noen ganger betegnet "anti-symmetrisert retning" (AD). (ZZ+XZ)/(ZZ-XZ)*(ZZ+ZX)/(ZZ-ZX), sometimes termed "anti-symmetrized direction" (AD).

[0099] Hver måling inneholder informasjon om formasjonens struktur (resistivitet, lagdeling, helling og andre parametre). I drift blir en respons målt som er følsom for den omkringliggende formasjonen, omfattende bestemmelse av et lag (bed) foran borkronen 66 dersom et slikt forefinnes. En simulert respons også kan bli generert ved å modellere en brønnboring uten noen grenseflate foran borkronen. Forskjellen mellom den faktiske responsen og den modellerte responsen beregnes for eksempel ved hjelp av styresystemet 52. Dersom forskjellen er null kan det konkluderes at det ikke finnes noe lag foran borkronen, men dersom forskjellen ikke er null, kan det konkluderes at forskjellen kan tilskrives tilstedeværelse av et lag foran borkronen. [0099] Each measurement contains information about the structure of the formation (resistivity, layering, slope and other parameters). In operation, a response is measured which is sensitive to the surrounding formation, including determination of a layer (bed) in front of the drill bit 66 if such is present. A simulated response can also be generated by modeling a wellbore without any interface in front of the bit. The difference between the actual response and the modeled response is calculated, for example, using the control system 52. If the difference is zero, it can be concluded that there is no layer in front of the drill bit, but if the difference is not zero, it can be concluded that the difference can be attributed to the presence of one layer in front of the drill bit.

[0100] Figurene 17 og 18 viser illustrasjoner av modelleringsoppsett anvendt for å generere elementærkoblingene. Elementærkoblingene blir generert i henhold til bunnhullsenhetens orientering i forhold til formasjonen. For eksempel representerer modelleringsoppsettet illustrert i figur 17 en hovesakelig vertikal orientering, og modelleringsoppsettet illustrert i figur 18 representerer en hovedsakelig horisontal orientering. Den illustrerte formasjonen kan også ha en relativ helling i forhold til bunnhullsenheten. [0100] Figures 17 and 18 show illustrations of modeling setups used to generate the elementary links. The elemental connections are generated according to the orientation of the downhole unit in relation to the formation. For example, the modeling setup illustrated in Figure 17 represents a predominantly vertical orientation, and the modeling setup illustrated in Figure 18 represents a predominantly horizontal orientation. The illustrated formation may also have a relative slope to the bottomhole unit.

[0101] Med generell henvisning til figurene 19 og 20 er grafiske eksempler illustrert som representerer resultater fra loggesystemet 44 når det er konstruert som et induksjonsverktøy med en forbestemt avstand mellom sender og mottaker-(T-R)-antenner og en forbestemt frekvens når det krysser en formasjon med en gitt tykkelse. Som et eksempel er T-R-avstanden 18,3 meter (60 fot) og frekvensen er 2 kHz ved kryssing av en 1,5 meter (5 fot) tykk formasjon. Som et eksempel kan resultatene bli vist på en fremvisningsanordning 56 i et passende styresystem. I figur 19 er et eksempel med foroverseende funksjon vist der brønnen er hovedsakelig vertikal, og i figur 20 er et eksempel med rundtseende funksjon vist der brønnen er hovedsakelig horisontal. I disse eksemplene er responsen forskjellen mellom signaler generert med og uten et lag foran borkronen 66. [0101] Referring generally to Figures 19 and 20, graphical examples are illustrated representing results from the logging system 44 when constructed as an induction tool with a predetermined distance between transmitter and receiver (T-R) antennas and a predetermined frequency when crossing a formation with a given thickness. As an example, the T-R distance is 18.3 meters (60 ft) and the frequency is 2 kHz when traversing a 1.5 meter (5 ft) thick formation. As an example, the results can be displayed on a display device 56 in a suitable control system. In Figure 19, an example with a forward-looking function is shown where the well is mainly vertical, and in Figure 20 an example with an all-round function is shown where the well is mainly horizontal. In these examples, the response is the difference between signals generated with and without a layer in front of the bit 66.

Responsen er uttrykt både som et amplitudeforhold på den venstre grafen i hver figur og som en faseforskjell på den høyre grafen i hver figur. I det hovedsakelig vertikale eksempelet i figur 19 er krysskoblingene ZX og XZ null. The response is expressed both as an amplitude ratio on the left graph in each figure and as a phase difference on the right graph in each figure. In the mainly vertical example in Figure 19, the cross-connections ZX and XZ are zero.

[0102] I eksempelet med foroverseende funksjon illustrert i figur 19 utviser kun diagonalleddene i koblingstensoren (XX, YY og i mindre grad ZZ) og ZZ/(XX+YY) en avhengighet av formasjonen som kan anvendes. Det skal bemerkes at forholdet ZZ/(XX+YY), når det anvendes i formasjoner med liten helling og anisotropi, ikke endrer seg drastisk. I dette eksempelet, i en avstand på omtrent 15,2 meter (50 fot) ovenfor laget, begynner amplitudeforholdresponsen å avvike fra null, noe som indikerer tilstedeværelse av et lag med forskjellig resistivitet foran borkronen. Etter hvert som verktøyet/bunnhullsenheten nærmer seg laget, øker avvikene inntil den første antennen krysser laggrensen, da responsen har maksimal verdi. Likeledes begynner faseforskjellen til responsene å avvike fra null ved omtrent 18,3 meter (60 fot) ovenfor laggrensen, som vist i den høyre grafen i figur 19. I de viste responsene er det et krysningspunkt ved omtrent 6,1 meter (20 fot) ovenfor laget som, i tillegg til de ovennevnte avvik, indikerer at det er et lag foran borkronen. Som regel har faseforskjellresponsen større foroverseende følsomhet enn amplitudeforholdresponsen. [0102] In the example with a neglecting function illustrated in Figure 19, only the diagonal terms in the coupling tensor (XX, YY and to a lesser extent ZZ) and ZZ/(XX+YY) show a dependence on the formation that can be used. It should be noted that the ratio ZZ/(XX+YY), when used in formations with low inclination and anisotropy, does not change drastically. In this example, at a distance of approximately 15.2 meters (50 feet) above the layer, the amplitude ratio response begins to deviate from zero, indicating the presence of a layer of different resistivity in front of the bit. As the tool/downhole unit approaches the layer, the deviations increase until the first antenna crosses the layer boundary, when the response has its maximum value. Likewise, the phase difference of the responses begins to deviate from zero at approximately 18.3 meters (60 feet) above the layer boundary, as shown in the right graph in Figure 19. In the responses shown, there is a crossover point at approximately 6.1 meters (20 feet) above the layer which, in addition to the above-mentioned deviations, indicates that there is a layer in front of the bit. As a rule, the phase difference response has greater forward sensitivity than the amplitude ratio response.

[0103] I det rundtseende eksempelet illustrert i figur 20 utviser alle de plottede responsene en avhengighet av formasjonen. I dette eksempelet, ved avstander på omtrent 21,3 meter (70 fot) før laget, begynner amplitudeforholdresponsen å avvike fra null, noe som indikerer tilstedeværelse av et lag med forskjellig resistivitet foran borkronen. Etter hvert som verktøyet/bunnhullsenheten nærmer seg laget, øker normalt avvikene inntil den første antennen krysser laggrensen, på hvilket tidspunkt enkelte responser viser maksimalt avvik. I de viste responsene er det et krysningspunkt ved omtrent 3 meter (10 fot) før laget som indikerer at det finnes et lag foran borkronen. Likeledes begynner faseforskjellen til responsene å avvke fra null ved omtrent 15,2 meter (50 fot) før laggrensen, som vist i den høyre grafen i figur 20. [0103] In the all-round example illustrated in Figure 20, all of the plotted responses exhibit a dependence on the formation. In this example, at distances of approximately 21.3 meters (70 ft) before the layer, the amplitude ratio response begins to deviate from zero, indicating the presence of a layer of different resistivity in front of the bit. As the tool/downhole unit approaches the layer, deviations normally increase until the first antenna crosses the layer boundary, at which point some responses show maximum deviation. In the responses shown, there is a crossover point at about 3 meters (10 feet) before the layer indicating that there is a layer ahead of the drill bit. Likewise, the phase difference of the responses begins to deviate from zero at about 15.2 meters (50 feet) before the layer boundary, as shown in the right graph of Figure 20.

[0104] Som illustrert i figur 20 er alle responsene plottet følsomme for laget foran borkronen og kan anvendes for å estimere avstanden til laggrensen foran borkronen. Følgelig trenger ikke hele koblingstensoren være nødvendig. For eksempel kan den symmetriserte responsen bli bestemt med bruk av kun én enkelt skråstilt senderantenne og én enkelt skråstilt mottakerantenne. [0104] As illustrated in figure 20, all the responses plotted are sensitive to the layer in front of the drill bit and can be used to estimate the distance to the layer boundary in front of the drill bit. Consequently, the entire coupling tensor need not be required. For example, the balanced response can be determined using only a single slanted transmit antenna and a single slanted receiver antenna.

[0105] Avstandene angitt over er eksempler, og styres av T-R-avstandene samt den driftsfrekvensen som anvendes. I alminnelighet er det nyttig å gjøre målinger med flere enn én T-R-avstand og flere enn én frekvens for å bedre påliteligheten i tolkningen av resultatene. [0105] The distances stated above are examples, and are controlled by the T-R distances and the operating frequency used. In general, it is useful to make measurements with more than one T-R distance and more than one frequency to improve the reliability of the interpretation of the results.

[0106] I tillegg til at responsene blir plottet kan responsene bli invertert for å beregne, for eksempel, avstanden til laggrensen foran borkronen eller formasjonens konduktivitet, anisotropi og hellingsvinkel foran borkronen. [0106] In addition to the responses being plotted, the responses can be inverted to calculate, for example, the distance to the layer boundary in front of the drill bit or the formation's conductivity, anisotropy and inclination angle in front of the drill bit.

Inversjonen kan være éndimensjonal, todimensjonal eller tredimensjonal. En mer stabil og pålitelig inversjon kan oppnås ved å anvende forskjellige kombinasjoner av T-R-avstander og frekvenser. Inversjon gir nøyaktige estimater av avstanden til laggrensen foran borkronen når denne avstanden er innenfor omtrent 2/3 av T-R-avstanden. Imidlertid kan dette forholdet forbedres avhengig av formasjonens egenskaper. The inversion can be one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional. A more stable and reliable inversion can be achieved by using different combinations of T-R distances and frequencies. Inversion provides accurate estimates of the distance to the layer boundary ahead of the bit when this distance is within about 2/3 of the T-R distance. However, this ratio can be improved depending on the characteristics of the formation.

[0107] I det foroverseende eksempelet er foroverseende trekk klart eksisterende som et haletrekk. Endring i en RCV-respons som følge av foroverseende trekk volumetrisk, og kan tas separat fra formasjonen rundt et sender/mottaker-system. Hvert diagonalledd kan anvendes uavhengig, men i det viste eksempelet er både TX- og RCV-kanalene kalibrert slik at absolutte målinger som kun er følsomme for formasjonstrekk kan bestemmes. Kalibrering blir utført fordi TX-utgangsstrømmen og RCV-systemet, som vanligvis omfatter en antenne koblet til forsterkerelektronikk, kan ha en variasjon som er avhengig av temperatur og andre omgivelsesfaktorer. Som illustrert i figurene 19 og 20 omfatter en annen kombinasjon med tilsvarende respons til individuelle diagonalledd å ta forholdet ZZ/(XX+YY). Det å generere målingen som forhold mellom elementærkoblinger gir den fordel at den er kalibrert slik at ingen absolutt måling er nødvendig. [0107] In the overlooking example, the overlooking feature is clearly present as a tail feature. Change in an RCV response due to forward draft volumetrically, and can be taken separately from the formation around a transceiver system. Each diagonal link can be used independently, but in the example shown, both the TX and RCV channels are calibrated so that absolute measurements that are only sensitive to formation features can be determined. Calibration is performed because the TX output current and the RCV system, which typically includes an antenna coupled to amplifier electronics, can vary depending on temperature and other environmental factors. As illustrated in Figures 19 and 20, another combination with corresponding response to individual diagonal members involves taking the ratio ZZ/(XX+YY). Generating the measurement as a ratio between elementary links gives the advantage that it is calibrated so that no absolute measurement is necessary.

[0108] Med generell henvisning til den skjematiske illustrasjonen i figur 21 er ett eksempel vist for bestemmelse av den kalibrerte målingen ZZ/(XX+YY). I dette eksempelet kan den kalibrerte målingen ZZ/(XX+YY) bli gjort med et loggesystem som anvender tre skråstilte TX-antenner 84 koblet til en skråstilt RCV-antenne 86. Den mottatte spenningen ved mottakeren for hvert TX-RCV-par har et konstant ledd og første og andre harmoniske ledd. Når målingen blir tilpasset med henblikk på rotasjon av verktøyet/bunnhullsenheten, blir den relative forsterkningen (gain) til RCV-kanalen bestemt samtidig med elementærkoblingen. I vertikale brønner eller nesten vertikale brønner er krysskoblingsleddene for det meste lik null og har dermed bare konstant oppførsel som funksjon av verktøyets asimutorientering (verktøyflate), og derfor kan ikke de individuelle relative forsterkningene trekkes ut (forsterkning kan bare trekkes ut fra første og andre overtone). For å måle de relative forsterkningene når første og andre overtone ikke finnes, kan en kalibrering av mottakerantennene gjøres for eksempel med bruk av testspoler innlemmet i mottakerantennene eller annen passende elektronikk. I eksempelet illustrert i figur 11 blir det grunnleggende systemet med tre sendere og én mottaker anvendt for å bestemme elementærkoblingene. I denne utførelsen er hvert sender og mottaker-par skråstilt 45° i forhold til verktøyets akse, og TX-sidens magnetiske momenter er fordelt asimutisk med en innbyrdes vinkel på 120°. [0108] With general reference to the schematic illustration in Figure 21, one example is shown for determining the calibrated measurement ZZ/(XX+YY). In this example, the calibrated measurement ZZ/(XX+YY) can be made with a logging system using three tilted TX antennas 84 connected to a tilted RCV antenna 86. The received voltage at the receiver for each TX-RCV pair has a constant term and first and second harmonic terms. When the measurement is adjusted for rotation of the tool/downhole unit, the relative gain of the RCV channel is determined at the same time as the elementary connection. In vertical wells or near-vertical wells, the cross-coupling terms are mostly zero and thus only have constant behavior as a function of tool azimuth orientation (tool face), and therefore the individual relative gains cannot be extracted (gain can only be extracted from the first and second harmonics ). In order to measure the relative gains when the first and second harmonics are not present, a calibration of the receiving antennas can be done, for example, using test coils incorporated in the receiving antennas or other suitable electronics. In the example illustrated in Figure 11, the basic system of three transmitters and one receiver is used to determine the elementary links. In this embodiment, each transmitter and receiver pair is tilted 45° in relation to the tool's axis, and the TX-side magnetic moments are distributed azimuthally with a mutual angle of 120°.

[0109] I eksempelet illustrert i figur 22 er de skråstilte retningsbestemte TX- og RCV-antennene vist med gitte magnetiske dipolmomenter. TX- og RCV-antennene står med forskjellig asimutvinkel. I dette eksempelet er et mottakersignal en funksjon av elementærkobling og systemorientering i matriseform som følger: [0109] In the example illustrated in Figure 22, the tilted directional TX and RCV antennas are shown with given magnetic dipole moments. The TX and RCV antennas stand with different azimuth angles. In this example, a receiver signal is a function of elementary coupling and system orientation in matrix form as follows:

RCV-momentvektoren til høyre er skråstilt med 45° og vertikal. TX-momentet er orientert med en asimutvinkel α i forhold til vertikalen. Vinkelen φ svarer til rotasjonen av TX/RCV-paret/verktøyet. The RCV moment vector on the right is inclined at 45° and vertical. The TX moment is oriented with an azimuth angle α in relation to the vertical. The angle φ corresponds to the rotation of the TX/RCV pair/tool.

[0110] Mottakersignalet kan også beskrives som en funksjon av elementærkobling og systemorientering, der g er sender-mottaker-kanalforsterkningen som følger: [0110] The receiver signal can also be described as a function of elementary coupling and system orientation, where g is the transmitter-receiver channel gain as follows:

Det skal bemerkes at en ved å påføre rotasjon kan trekke ut alle koblinger. For en ekte vertikal brønn er bare konstantleddet forskjellig fra null. It should be noted that by applying rotation one can extract all links. For a true vertical well, only the constant term is different from zero.

[0111] Mottakersignalet kan også beskrives med hensyn til tre skråstilte sender/mottaker-par vinklet 45° som følger: [0111] The receiver signal can also be described with respect to three tilted transmitter/receiver pairs angled at 45° as follows:

Mottakermomentet er orientert vertikalt med hver TX-antenne i en gitt asimutvinkel αT1, αT2, αT3 i forhold til vertikalen. Hvert TX/RCV-par har en tilhørende forsterkning gT1, gT2, gT3. ZZ, XX+YY og XY-YX kan beregnes fra likningene bare dersom forsterkningene eller i hvert fall de relative forsterkningene er kjente. The receiver moment is oriented vertically with each TX antenna at a given azimuth angle αT1, αT2, αT3 in relation to the vertical. Each TX/RCV pair has an associated gain gT1, gT2, gT3. ZZ, XX+YY and XY-YX can be calculated from the equations only if the gains or at least the relative gains are known.

[0112] I figurene 23-30 er det vist eksempler i grafisk form av foroverseende følsomhet for totrinns endringer i resistivitet med hensyn til avstandsrelatert dempning og faseskift. En rimelig avskjæring på 0,1dB for dempning og 0,25 grader for faseskift kan antas. Foroverseende undersøkelsesdyp er avhengig av overføringsfrekvensen, noe som gir kortere rekkevidde ved høyere frekvens. [0112] Figures 23-30 show examples in graphical form of negligible sensitivity to two-step changes in resistivity with regard to distance-related attenuation and phase shift. A reasonable cutoff of 0.1dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift can be assumed. Estimated survey depth is dependent on the transmission frequency, which results in a shorter range at a higher frequency.

Faseskiftresponsen er dypere (for begge resistivitetsprofiler) enn dempningen som følge av tilstedeværelsen av en lobe. Loben øker med frekvens. Kombinasjon av dempnings- og faseskiftmålinger ved forskjellige frekvenser kan anvendes på en måte tilsvarende rundtseende inversjon. The phase shift response is deeper (for both resistivity profiles) than the attenuation resulting from the presence of a lobe. The lobe increases with frequency. Combination of attenuation and phase shift measurements at different frequencies can be used in a way similar to all-round inversion.

[0113] I figur 23 er det grafisk illustrerte eksempelet for en 2kHz utførelse med en TX/RCV-avstand på 18,3 meter (60 fot), idet dempning er vist i den venstre grafen og faseskift i den høyre grafen. Grafene representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 2 kHz verktøy følsomhet for et nedover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 0,3 Ωm). En avskjæring på 0,1dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. I dette eksempelet er dempningen vist å ha en rekkevidde på omtrent 12,2 meter (40 fot) foran den laveste EM-antennen. Faseskiftet, på den annen side, har en dypere rekkevidde, men med tilstedeværelse av en lobe. [0113] In Figure 23, the example is graphically illustrated for a 2kHz design with a TX/RCV distance of 18.3 meters (60 feet), with attenuation shown in the left graph and phase shift in the right graph. The graphs represent induction 18.3 meter (60 ft) 2 kHz tool sensitivity for a down-stepped resistivity profile (2 Ωm to 0.3 Ωm). A cut-off of 0.1dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift is used. The wider curves on the graph show the detection range. In this example, the attenuation is shown to have a range of about 12.2 meters (40 feet) in front of the lowest EM antenna. The phase shift, on the other hand, has a deeper range, but with the presence of a lobe.

[0114] I figur 24 er et annet eksempel illustrert grafisk og representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 5 kHz verktøy følsomhet for et nedover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 0,3 Ωm). En avskjæring på 0,1dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. I dette eksempelet er rekkevidden redusert for både dempning og faseskift. [0114] In Figure 24, another example is illustrated graphically and represents induction 18.3 meter (60 feet) 5 kHz tool sensitivity for a down-stepped resistivity profile (2 Ωm to 0.3 Ωm). A cut-off of 0.1dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift is used. The wider curves on the graph show the detection range. In this example, the range is reduced for both attenuation and phase shift.

[0115] I figur 25 er et annet eksempel illustrert grafisk og representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 10 kHz verktøy følsomhet for et nedover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 0,3 Ωm). En avskjæring på 0,1 dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. I dette eksempelet er en reduksjon av området illustrert, med en lobe som begynner å vise seg i dempningen. [0115] In Figure 25, another example is illustrated graphically and represents induction 18.3 meters (60 feet) 10 kHz tool sensitivity for a down-stepped resistivity profile (2 Ωm to 0.3 Ωm). A cut-off of 0.1 dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift has been used. The wider curves on the graph show the detection range. In this example, a reduction of the area is illustrated, with a lobe beginning to show in the attenuation.

[0116] I figur 26 er et annet eksempel illustrert grafisk og representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 20 kHz verktøy følsomhet for et nedover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 0,3 Ωm). En avskjæring på 0,1 dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. [0116] In Figure 26, another example is illustrated graphically and represents induction 18.3 meters (60 feet) 20 kHz tool sensitivity for a down-stepped resistivity profile (2 Ωm to 0.3 Ωm). A cut-off of 0.1 dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift has been used. The wider curves on the graph show the detection range.

[0117] I figur 27 er et annet eksempel illustrert grafisk og representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 2 kHz verktøy følsomhet for et oppover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 20 Ωm). En avskjæring på 0,1 dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. [0117] In Figure 27, another example is illustrated graphically and represents induction 18.3 meters (60 feet) 2 kHz tool sensitivity for an upward-stepped resistivity profile (2 Ωm to 20 Ωm). A cut-off of 0.1 dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift has been used. The wider curves on the graph show the detection range.

Et oppover-steget profil er tilsvarende et nedover-steget profil som i eksemplene illustrert og beskrevet over. An upwardly stepped profile is equivalent to a downwardly stepped profile as in the examples illustrated and described above.

[0118] I figur 28 er et annet eksempel illustrert grafisk og representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 5 kHz verktøy følsomhet for et oppover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 20 Ωm). En avskjæring på 0,1 dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. [0118] In Figure 28, another example is graphically illustrated and represents induction 18.3 meter (60 feet) 5 kHz tool sensitivity for an upwardly stepped resistivity profile (2 Ωm to 20 Ωm). A cut-off of 0.1 dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift has been used. The wider curves on the graph show the detection range.

[0119] I figur 29 er et annet eksempel illustrert grafisk og representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 10 kHz verktøy følsomhet for et oppover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 20 Ωm). En avskjæring på 0,1 dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. [0119] In Figure 29, another example is illustrated graphically and represents induction 18.3 meters (60 feet) 10 kHz tool sensitivity for an up-stepped resistivity profile (2 Ωm to 20 Ωm). A cut-off of 0.1 dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift has been used. The wider curves on the graph show the detection range.

[0120] I figur 30 er et annet eksempel illustrert grafisk og representerer induksjon 18,3 meter (60 fot) 20 kHz verktøy følsomhet for et oppover-steget resistivitetsprofil (2 Ωm til 20 Ωm). En avskjæring på 0,1 dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. Tilsvarende eksemplene med nedover-stegede profiler er den illustrerte rekkevidden omvendt proporsjonal med frekvens. [0120] In Figure 30, another example is illustrated graphically and represents induction 18.3 meter (60 feet) 20 kHz tool sensitivity for an upwardly stepped resistivity profile (2 Ωm to 20 Ωm). A cut-off of 0.1 dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift has been used. The wider curves on the graph show the detection range. Similarly to the examples of downward-stepped profiles, the range illustrated is inversely proportional to frequency.

[0121] Ved å anvende avskjæringsverdiene beskrevet over og variere T-R-avstanden kan foroversyn-rekkevidden for dempning og faseskift basert på ZZ/(XX+YY) representeres grafisk, som illustrert i figur 31. Som kan sees i grafene i figur 31 anvender eksemplene to overføringsfrekvenser på 1 kHz eller 2 kHz. Som vist stagnerer rekkevidden for lengre T-R-avstand på grunn av avskjæringsparametrene. For å øke rekkevidden ytterligere kan en lavere frekvens bli anvendt, som illustrert i grafen på høyre side i figur 31. Grafene viser eksempler på fremoversyn-rekkevidde som funksjon av TX/RCV-avstand for dempning og faseskift med hensyn til oppover-stegede og nedover-stegede resistivitetsprofiler ved 2 kHz og 1 kHz. [0121] By applying the cut-off values described above and varying the T-R distance, the look-ahead range for attenuation and phase shift based on ZZ/(XX+YY) can be represented graphically, as illustrated in Figure 31. As can be seen in the graphs in Figure 31, the examples use two transmission frequencies of 1 kHz or 2 kHz. As shown, the range stagnates for longer T-R distance due to the cutoff parameters. To further increase the range, a lower frequency can be used, as illustrated in the right-hand graph in Figure 31. The graphs show examples of look-ahead range as a function of TX/RCV distance for attenuation and phase shift with respect to up-stepped and down-stepped -stepped resistivity profiles at 2 kHz and 1 kHz.

[0122] Rekkevidden er også avhengig av kontrastforhold og resistivitetsnivå. I figur 32 er for eksempel grafiske representasjoner vist ved 2 kHz og 5 kHz dempning for et nedover-steget formasjonsprofil med forskjellige nivåer av resistivitet og forskjellig resistivitetskontrast med hensyn til den høyeste resistiviteten. Hver overføringsfrekvens har et optimalt resistivitetsnivå (resistivitet rundt bunnhullsenheten eller en resistivitetstopp) der den høyere frekvensen har en mer optimal rekkevidde for det høyere resistivitetsnivået. En større kontrast resulterer i bedre rekkevidde for alle frekvenser. Videre utviser resistivitetstoppene på 10 Ωm og 20 Ωm de beste rekkeviddeegenskapene for henholdsvis 2 kHz og 5 kHz. [0122] The range is also dependent on contrast ratio and resistivity level. For example, in Figure 32, graphical representations are shown at 2 kHz and 5 kHz attenuation for a down-stepped formation profile with different levels of resistivity and different resistivity contrast with respect to the highest resistivity. Each transmission frequency has an optimal resistivity level (resistivity around the bottom hole device or a resistivity peak) where the higher frequency has a more optimal range for the higher resistivity level. A greater contrast results in a better range for all frequencies. Furthermore, the resistivity peaks of 10 Ωm and 20 Ωm exhibit the best range characteristics for 2 kHz and 5 kHz respectively.

Økning av overføringsfrekvensen muliggjør høyere resistivitet. En avskjæring på 0,1 dB for dempning og 0,25 grader for faseskift er anvendt. De bredere kurvene på grafen viser deteksjonsrekkevidden. I dette eksempelet er rekkevidden redusert for både dempning og faseskift. Increasing the transfer frequency enables higher resistivity. A cut-off of 0.1 dB for attenuation and 0.25 degrees for phase shift has been used. The wider curves on the graph show the detection range. In this example, the range is reduced for both attenuation and phase shift.

[0123] I anvendelser med logging-under-boring kan det være viktig å kunne å skille mellom en stegvis endring i resistivitet og en gradvis økning eller reduksjon i resistivitet foran borkronen 66. Generelt med henvisning til figur 33 er det vist grafiske representasjoner for å illustrere foroverseende skjelning mellom stegfunksjon og skråøkning. De grafiske representasjonene bidrar til å beskrive følsomheten til logging-under-boring-systemet 44 med hensyn til foroverseende følsomhet for et gradvis endrende versus et stegvis endrende resistivitetsprofil. [0123] In logging-while-drilling applications, it may be important to be able to distinguish between a gradual change in resistivity and a gradual increase or decrease in resistivity in front of the drill bit 66. In general, with reference to Figure 33, graphical representations are shown to illustrate a preliminary distinction between step function and slope increase. The graphical representations help to describe the sensitivity of the logging-while-drilling system 44 with respect to forward sensitivity to a gradually changing versus a stepwise changing resistivity profile.

[0124] De grafiske representasjonene i figur 33 er basert på deteksjonsrekkevidden for et 9,1 meter (30 fot) gradvis avtagende og stegvist avtagende resistivitetsprofil for to resistivitetskontraster på 20Ωm/2Ωm og 20Ωm/0,2Ωm. I dette eksempelet er det nedover-stegede profilet forskjøvet i dyp til et sted ved halve skråendringens størrelse. Eksemplene/representasjonene er gitt for et område av TX/RCV-avstand (f.eks.9,15 meter til 30,5 meter (30 til 100 fot)) og et område av frekvenser (f.eks.2, 5, 10, 20, 50, og 100 kHz). Rekkevidden er definert som tidligste avstand til begynnelsen av skråendringen. For hver kontrast svarer rekkevidden til en mindre andel av TX/RCV-avstanden. Med den lange avstanden kan den foroverseende skjelningen av skråprofilet versus stegprofilet kun være tilgjengelig for noen frekvenser. Det skal bemerkes at rekkeviddevariasjon som funksjon av frekvens kan være nokså kompleks som følge av tilstedeværelse av en andre lobe ved høyere frekvenser. [0124] The graphical representations in Figure 33 are based on the detection range for a 9.1 meter (30 ft) gradually decreasing and stepwise decreasing resistivity profile for two resistivity contrasts of 20Ωm/2Ωm and 20Ωm/0.2Ωm. In this example, the down-stepped profile is shifted in depth to a location at half the magnitude of the slope change. The examples/representations are given for a range of TX/RCV distances (eg 9.15 meters to 30.5 meters (30 to 100 feet)) and a range of frequencies (eg 2, 5, 10 , 20, 50, and 100 kHz). The range is defined as the earliest distance to the beginning of the slope change. For each contrast, the range corresponds to a smaller proportion of the TX/RCV distance. With the long distance, the forward-looking discrimination of the slope profile versus the step profile may only be available for some frequencies. It should be noted that range variation as a function of frequency can be quite complex due to the presence of a second lobe at higher frequencies.

[0125] I figur 34 er ytterligere eksempler vist i form av grafiske representasjoner. Figur 34 viser to eksempler svarende til et kontrastforhold på 10 og 100 med 18,3 meter (60 fot) avstand ved 2 kHz. Fra venstre til høyre langs de grafiske representasjonene i figur 34 er en 9,1 meter (30 fot) skråprofil illustrert i forhold til en homogen formasjon, et nedover-steget profil er plassert ved et midtpunkt på skråprofilet i forhold til den homogene formasjonen, og endelig er et skråprofil illustrert i forhold til det nedover-stegede profilet for forskjellige kombinasjoner av elementærkoblinger. [0125] In Figure 34, further examples are shown in the form of graphical representations. Figure 34 shows two examples corresponding to a contrast ratio of 10 and 100 with 18.3 meters (60 feet) distance at 2 kHz. From left to right along the graphical representations in Figure 34, a 9.1 meter (30 ft) inclined profile is illustrated relative to a homogeneous formation, a down-stepped profile is located at a midpoint on the inclined profile relative to the homogeneous formation, and finally, an inclined profile is illustrated relative to the downward-stepped profile for various combinations of elemental linkages.

[0126] Logging-under-boring-systemet 44 tilveiebringer også foroverseende følsomhet for et steget resistivitetsprofil med hensyn til en anisotrop formasjon og en strukturell helling som er forskjellig fra null. Som illustrert av de grafiske representasjonene i figur 35 fører ikke formasjonens anisotropi og relative helling, som den foroverseende datainnsamlingen er utført for av logging-under-boringsystemet 44, til merkbar endring av oppførselen til diagonalleddene i elementærkoblingsmatrisen. ZZ/(XX+YY) er en nyttig kombinasjonsmåling å bruke i mange anvendelser. Med helling og/eller anisotroi er krysskoblingene XZ og ZX forskjellig fra null, slik at de vanlige symmetriserte retningsmålingene (ZZ+ZX)/(ZZ-ZX) * (ZZ-XZ)/(ZZ+XZ) også kan anvendes for å frembringe den foroversyninformasjonen. [0126] The logging-while-drilling system 44 also provides negligible sensitivity to a steep resistivity profile with respect to an anisotropic formation and a non-zero structural slope. As illustrated by the graphical representations in Figure 35, the formation anisotropy and relative slope, for which the predictive data collection is performed by the logging-while-drilling system 44, does not appreciably change the behavior of the diagonal members of the elemental linkage matrix. ZZ/(XX+YY) is a useful combination measurement to use in many applications. With tilt and/or anisotropy, the cross-couplings XZ and ZX are non-zero, so the usual symmetric directional measurements (ZZ+ZX)/(ZZ-ZX) * (ZZ-XZ)/(ZZ+XZ) can also be used to produce that forward-looking information.

[0127] Evnen til foroverseende og rundtseende funksjon til loggesystemet som funksjon av strukturell helling er illustrert i de grafiske representasjonene i figur 36. I figur 36 er det vist eksempler for å betrakte målinger som funksjon av fire forskjellige strukturelle hellinger (0°, eller vertikal, 30°, 60° og 90°, eller horisontal). Som illustrert i de grafiske representasjonene har målingene av XX og YY en tydelig horn-effekt i vertikale brønner, mens målingene av YY og ZZ er påvirket i horisontale brønner. ZZ/(XX+YY) gir en god måling som er gyldig for alle vinklene. En slik måling inneholder ikke den retningsinformasjonen som de andre retningsmålingene (dvs. de første og andre harmoniske retningsmålingene) har. [0127] The capability of forward looking and looking around function of the logging system as a function of structural inclination is illustrated in the graphical representations in Figure 36. In Figure 36 examples are shown for considering measurements as a function of four different structural inclinations (0°, or vertical , 30°, 60° and 90°, or horizontal). As illustrated in the graphical representations, the measurements of XX and YY have a clear horn effect in vertical wells, while the measurements of YY and ZZ are affected in horizontal wells. ZZ/(XX+YY) gives a good measurement that is valid for all angles. Such a measurement does not contain the directional information that the other directional measurements (i.e. the first and second harmonic directional measurements) have.

[0128] Den foroverseende funksjonen til loggesystemet kan også anvendes for å bestemme nærhet av forurenset sand for optimal kjerneboring, som illustrert av de grafiske resultatene vist i figur 37. I dette eksempelet blir evnen til logging-underboring-systemet 44 til å se forover anvendt for å bestemme nærhet og tilstedeværelse av en forurenset sandposisjon like ovenfor et hovedreservoar slik at kjerneboring kan bli utført i det forurensede sandlaget eller seksjonen. I eksemplene representert av grafene i figur 37 viser eksemplene med 2 kHz og 20 kHz begge følsomhet for det midtre laget, men med en noe redusert evne til å se forover, f.eks. mindre enn halve lengden. Som kan sees i de grafiske representasjonene i figur 38 kan imidlertid lagtykkelsen bli estimert med sterkere effekt for et strømledende lag i motsetning til et isolerende lag. De forskjellige grafiske representasjonene illustrert og beskrevet over er presentert for å lette forståelsen av loggemetoden beskrevet her. Imidlertid kan styresystemet 52 også være innrettet for å vise de forskjellige grafene og annen informasjon på fremvisningsanordningen 56 for å lette analyse av en rekke forskjellige undergrunns trekk og egenskaper basert på data frembragt ved hjelp av loggesystemet 44 og hele systemet 40. [0128] The forward-looking function of the logging system can also be used to determine proximity of contaminated sand for optimal coring, as illustrated by the graphical results shown in Figure 37. In this example, the forward-looking capability of the logging-underbore system 44 is used to determine the proximity and presence of a contaminated sand position just above a main reservoir so that core drilling can be carried out in the contaminated sand layer or section. In the examples represented by the graphs in Figure 37, the 2 kHz and 20 kHz examples both show sensitivity to the middle layer, but with a somewhat reduced ability to look ahead, e.g. less than half the length. As can be seen in the graphical representations in Figure 38, however, the layer thickness can be estimated with stronger effect for a current-conducting layer in contrast to an insulating layer. The various graphical representations illustrated and described above are presented to facilitate understanding of the logging method described here. However, the control system 52 can also be arranged to display the various graphs and other information on the display device 56 to facilitate analysis of a number of different underground features and properties based on data produced by means of the logging system 44 and the entire system 40.

[0129] Figurene 39 og 40 viser flytdiagrammer for å illustrere prosessen med å bestemme en formasjonsegenskap foran borkronen 66 gjennom inversjon. I det første eksempelet i figur 39 blir innledningsvis en rundtseende måling utført, som representert av trinn 88. Dataene blir invertert for formasjonen rundt borehullet, f.eks. brønnboringen 42, som representert av trinn 90. En foroverseende måling kan så bli utført, som representert av trinn 92. Dataene oppnådd blir invertert for et formasjonstrekk foran borkronen 66, som representert av trinn 94. [0129] Figures 39 and 40 show flowcharts to illustrate the process of determining a formation property ahead of bit 66 through inversion. In the first example in Figure 39, an all-round measurement is initially performed, as represented by step 88. The data is inverted for the formation around the borehole, e.g. the wellbore 42, as represented by step 90. A forward measurement can then be performed, as represented by step 92. The data obtained is inverted for a formation feature in front of the drill bit 66, as represented by step 94.

[0130] Et annet eksempel er illustrert av flytdiagrammet i figur 40, der en rundtseende måling innledningsvis blir utført, som representert av trinn 96. En foroverseende måling blir også utført, som representert av trinn 98. Måledataene oppnådd inverteres for alle formasjonstrekk, som representert av trinn 100. Det skal bemerkes at siden inversjonene er basert på den volumetriske innvirkningen av formasjonen på målingene, evnen til å se forover og beregningene krever kunnskap om og inversjon av formasjonsstrukturen og resistiviteten rundt bunnhullsenheten 46. Antenner med kortere T-R-avstand og høyere frekvens (redusert undersøkelsesdyp) kan anvendes for å samle inn data og bestemme formasjonen rundt bunnhullsenheten mens de ikke er følsomme for de foroversyntrekkene. Som illustrert av flytdiagrammet kan direkte inversjon anvendes for å invertere for alle undersøkelsesdyp samtidig. [0130] Another example is illustrated by the flowchart in Figure 40, where an all-around measurement is initially performed, as represented by step 96. A forward-looking measurement is also performed, as represented by step 98. The measurement data obtained is inverted for all formation features, as represented of step 100. It should be noted that since the inversions are based on the volumetric impact of the formation on the measurements, the ability to look ahead and the calculations require knowledge of and inversion of the formation structure and resistivity around the bottomhole unit 46. Antennas with shorter T-R distance and higher frequency (reduced survey depth) can be used to collect data and determine the formation around the bottom hole unit while not being sensitive to the forward sighting features. As illustrated by the flowchart, direct inversion can be used to invert for all survey depths simultaneously.

[0131] Med henvisning til figurene 41-43 kan den foroverseende inversjonen deles inn i to kategorier. Som representert i figur 41 omfatter én kategori en 1D-inversjon. Denne metoden er nyttig for en lang rekke anvendelser, og metoden er særlig egnet for bruk med vertikale brønner der formasjonsstrukturens helling er nær horisontal. Som et eksempel kan denne inversjonsmetoden benyttes i anvendelser som involverer deteksjon av poretrykk, borestyring, geofylling og -landing inne i et reservoar. En andre kategori omfatter en 2D/3D-inversjon som representert av figurene 42 og 43. Anvendelser som bruker denne inversjonsmetoden benyttes gjerne i horisontale brønner. For eksempel er metoden nyttig for geostyring og for å detektere trekk foran borkronen, for eksempel en innkommende forkastning eller skifer som skal unngås. [0131] With reference to figures 41-43, the overlooking inversion can be divided into two categories. As represented in Figure 41, one category includes a 1D inversion. This method is useful for a wide range of applications, and the method is particularly suitable for use with vertical wells where the slope of the formation structure is close to horizontal. As an example, this inversion method can be used in applications involving pore pressure detection, drilling control, geofilling and landing within a reservoir. A second category includes a 2D/3D inversion as represented by figures 42 and 43. Applications that use this inversion method are often used in horizontal wells. For example, the method is useful for geosteering and for detecting features in front of the drill bit, such as an incoming fault or shale to be avoided.

[0132] Systemet og fremgangsmåten beskrevet her kan anvendes for å forbedre oppsamling og analyse av data vedrørende undergrunnsområder, så som områder foran eller rundt en brønnboring. Systemet og fremgangsmåten kan anvendes for å samle inn data for flere undersøkelsesdyp i ønskede retninger for å bedre forståelsen av en gitt brønnformasjon eller et annet undergrunnsområde. Som beskrevet kan senderantennene og mottakerantennene velges og orienteres for å muliggjøre radiell følsomhet og/eller følsomhet foran loggesystemet. For eksempel kan systemet muliggjøre følsomhet foran borkronen 66. Plasseringen av og avstanden mellom senderantennen og mottakerantennen kan velges med henblikk på både parametrene for en gitt anvendelse og miljøet der loggeoperasjonen blir utført for å lette deteksjon av trekk foran borkronen/bunnhullsenheten. [0132] The system and method described here can be used to improve the collection and analysis of data regarding underground areas, such as areas in front of or around a well bore. The system and method can be used to collect data for several investigation depths in desired directions to improve the understanding of a given well formation or another underground area. As described, the transmitter antennas and receiver antennas can be selected and oriented to enable radial sensitivity and/or sensitivity in front of the logging system. For example, the system may enable sensitivity in front of the drill bit 66. The location of and distance between the transmitter antenna and the receiver antenna may be selected with respect to both the parameters of a given application and the environment in which the logging operation is performed to facilitate detection of features in front of the drill bit/downhole assembly.

[0133] Følgelig, selv om bare noen få utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er beskrevet i detalj over, vil fagmannen lett innse at mange modifikasjoner er mulig uten å fjerne seg fra læren i denne oppfinnelsen. Slike modifikasjoner er ment å være omfattet innenfor rammen av denne oppfinnelsen som definert i kravene. [0133] Accordingly, although only a few embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will readily realize that many modifications are possible without departing from the teachings of this invention. Such modifications are intended to be included within the scope of this invention as defined in the claims.

Claims (29)

PatentkravPatent claims 1. Et logging-under-boring-system for å detektere og måle ett eller flere undergrunns trekk og/eller karakteristikker foran eller rundt en borkrone (14), omfattende:1. A logging-while-drilling system for detecting and measuring one or more subsurface features and/or characteristics in front of or around a drill bit (14), comprising: en sendermodul (21) som har en sender-lengdeakse og en senderantenne (41) lokalisert på eller nær borkronen, sendermodulen (21) har koplinger på begge ender og er avtagbart koplet inn i en bunnhullsenhet;a transmitter module (21) having a transmitter longitudinal axis and a transmitter antenna (41) located on or near the drill bit, the transmitter module (21) having connectors on both ends and being removably coupled into a downhole unit; en mottakermodul (25) som har en mottaker-lengdeakse og en mottakerantenne (43), mottakermodulen (25) har koplinger på begge ender og er avtagbart koplet inn i bunnhullsenheten og er posisjonert ved et separat sted langs logging-under-boringsystemet i forhold til sendermodulen (21) slik at senderantennen (41) og mottakerantennen (43) er plassert fra hverandre aksielt langs bunnhullsenheten, der minst én av senderantennen (41) og mottakerantennen (43) er en retningsbestemt antenne, og der avstanden mellom senderantennen (41) og mottakerantennen (43) er valgt til å være lik eller større enn tykkelsen av minst ett reservoarlag som blir undersøkt av logging-under-boring-systemet; oga receiver module (25) having a receiver longitudinal axis and a receiver antenna (43), the receiver module (25) having connectors on both ends and being removably coupled into the downhole assembly and positioned at a separate location along the logging-under-boring system relative to the transmitter module (21) so that the transmitter antenna (41) and the receiver antenna (43) are located axially apart along the bottom hole unit, where at least one of the transmitter antenna (41) and the receiver antenna (43) is a directional antenna, and where the distance between the transmitter antenna (41) and the receiving antenna (43) is selected to be equal to or greater than the thickness of at least one reservoir layer being investigated by the logging-while-drilling system; and et kontrollsystem som har en prosessor i stand til å:a control system having a processor capable of: prosessere foroverseende data og/eller rundtseende data mottatt fra logging-underboring-systemet;process forecast data and/or survey data received from the logging-under-drilling system; relatere de foroverseende dataene eller de rundtseende dataene til en elektromagnetisk koplingstensor;relating the forward looking data or the looking around data to an electromagnetic coupling tensor; transformere én eller flere komponenter av den elektromagnetiske koplingstensoren til en korresponderende formasjonsparameter; ogtransforming one or more components of the electromagnetic coupling tensor into a corresponding formation parameter; and mate ut de foroverseende dataene og/eller de rundtseende dataene og/eller korresponderende formasjonsparametere til en utmatingsanordning.outputting the forward looking data and/or the looking around data and/or corresponding formation parameters to an output device. 2. Logging-under-boring-systemet ifølge krav 1, der sender- og mottakerantennene (41; 43) er begge retningsbestemte antenner med dipolmomenter som krysser deres respektive modul-lengdeakser med tilnærmet like vinkler.2. The logging-while-drilling system according to claim 1, where the transmitter and receiver antennas (41; 43) are both directional antennas with dipole moments that cross their respective module longitudinal axes at approximately equal angles. 3. Logging-under-boring-systemet ifølge krav 1, der sender- og mottakerantennene (41; 43) har dipolmomenter som krysser deres respektive modul-lengdeakser med ulike vinkler. 3. The logging-under-drilling system according to claim 1, where the transmitter and receiver antennas (41; 43) have dipole moments that cross their respective module longitudinal axes at different angles. 4. Logging-under-boring-systemet ifølge krav 1, der senderantennen (41) og mottakerantennen (43) omfatter magnetiske dipolantenner, elektriske dipolantenner, eller en kombinasjon av elektriske og magnetiske dipolantenner.4. The logging-while-drilling system according to claim 1, where the transmitter antenna (41) and the receiver antenna (43) comprise magnetic dipole antennas, electric dipole antennas, or a combination of electric and magnetic dipole antennas. 5. Logging-under-boring-systemet ifølge krav 1, videre omfattende ett eller flere nedihullsverktøy anordnet mellom sendermodulen (21) og mottakermodulen (25).5. The logging-while-drilling system according to claim 1, further comprising one or more downhole tools arranged between the transmitter module (21) and the receiver module (25). 6. Logging-under-boring-systemet ifølge krav 1, der posisjonene av sender- og mottakerantennene (41; 43) har en avstand basert på en ønsket foroverseende avstand eller en ønsket rundtseende avstand.6. The logging-while-drilling system according to claim 1, where the positions of the transmitter and receiver antennas (41; 43) have a distance based on a desired looking-over distance or a desired looking-around distance. 7. Logging-under-boring-systemet ifølge krav 1, der målingene av det ene eller flere undergrunns trekk og/eller karakteristikker foran eller rundt borkronen (14) utføres ved å bruke sender og mottakerantennene (41; 43) ved tre eller flere frekvenser for hver dekade.7. The logging-during-drilling system according to claim 1, where the measurements of one or more underground features and/or characteristics in front of or around the drill bit (14) are carried out using the transmitter and receiver antennas (41; 43) at three or more frequencies for each decade. 8. Logging-under-boring-systemet ifølge krav 1, der målingene av det ene eller flere undergrunns trekk og/eller karakteristikker foran eller rundt borkronen (14) utføres ved frekvenser som oppfyller |k|.Lε[0,1;10], der k representerer en gangkoeffisient kalkulert som k<2>=εμω<2>+iσμω, der ε representerer elektromagnetisk permittivitet, μ representerer elektromagnetisk permeabilitet, σ representerer konduktivitet, og ω representerer angulær frekvens.8. The logging-under-drilling system according to claim 1, where the measurements of one or more underground features and/or characteristics in front of or around the drill bit (14) are carried out at frequencies that meet |k|.Lε[0,1;10] , where k represents a rate coefficient calculated as k<2>=εμω<2>+iσμω, where ε represents electromagnetic permittivity, μ represents electromagnetic permeability, σ represents conductivity, and ω represents angular frequency. 9. En fremgangsmåte for å detektere og måle ett eller flere undergrunns trekk og/eller karakteristikker foran eller rundt en borkrone (14), omfattende å: tilveiebringe et logging-under-boring-system som har: en sendermodul (21) som har en sender-lengdeakse og en senderantenne (41) lokalisert på eller nær borkronen (14), sendermodulen (21) har koplinger på begge ender og er avtagbart koplet inn i en bunnhullsenhet, en mottakermodul (25) som har en mottaker-lengdeakse og en mottakerantenne (43), mottakermodulen (25) har koplinger på begge ender og er avtagbart koplet inn i bunnhullsammenstillingen og er posisjonert ved et separat sted langs logging-under-boring-systemet i forhold til sendermodulen (21), der minst én av senderantennen (41) og mottakerantennen (43) er en retningsbestemt antenne, og et kontrollsystem som har en prosessor, der senderantennen (41) og mottakerantennen (43) er plassert fra hverandre aksielt langs bunnhullsammenstillingen, avstanden er valgt å være lik eller større enn tykkelsen av minst ett reservoarlag som blir undersøkt av logging-under-boring-systemet;9. A method for detecting and measuring one or more underground features and/or characteristics in front of or around a drill bit (14), comprising: providing a logging-while-drilling system that has: a transmitter module (21) that has a transmitter longitudinal axis and a transmitter antenna (41) located on or near the drill bit (14), the transmitter module (21) has connectors on both ends and is removably coupled into a downhole unit, a receiver module (25) having a receiver longitudinal axis and a receiver antenna (43), the receiver module (25) has couplings on both ends and is removably coupled into the downhole assembly and is positioned at a separate location along the logging-while-drilling system relative to the transmitter module (21), where at least one of the transmitter antenna (41 ) and the receiver antenna (43) is a directional antenna, and a control system that has a processor, where the transmitter antenna (41) and the receiver antenna (43) are placed apart axially along the bottom hole assembly, the distance is chosen to be equal or even less than the thickness of at least one reservoir layer being investigated by the logging-while-drilling system; prosessere foroverseende data og/eller rundtseende data mottatt fra logging-underboring-systemet;process forecast data and/or survey data received from the logging-under-drilling system; relatere de foroverseende dataene eller de rundtseende dataene til en elektromagnetisk koplingstensor;relating the forward looking data or the looking around data to an electromagnetic coupling tensor; transformere én eller flere komponenter av den elektromagnetiske koplingstensoren til en korresponderende formasjonstensor; ogtransforming one or more components of the electromagnetic coupling tensor into a corresponding formation tensor; and mate ut de foroverseende dataene og/eller de rundtseende dataene og/eller den korresponderende formasjonsparameteren til en utmatingsanordning.outputting the forward looking data and/or the looking around data and/or the corresponding formation parameter to an output device. 10. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å:10. The method according to claim 9, further comprising: sammenlikne en målt respons til en beregnet forventet respons basert på en spesifikk formasjonsmodell; ogcomparing a measured response to a calculated expected response based on a specific formation model; and bestemme tilstedeværelsen og posisjonen av én eller flere resistivitetskontraster foran eller rundt borkronen (14).determine the presence and position of one or more resistivity contrasts in front of or around the drill bit (14). 11. Fremgangsmåten ifølge krav 10, videre omfattende å bruke tilstedeværelsen og posisjonen av den ene eller flere resistivitetskontraster for geostyring, deteksjon av laggrenser, landing av en brønnboring, deteksjon av poretrykk, posisjonering for kjerneprøvetaking, geofylling, og boreadministrering.11. The method according to claim 10, further comprising using the presence and position of the one or more resistivity contrasts for geosteering, detection of layer boundaries, landing of a well bore, detection of pore pressure, positioning for core sampling, geofilling, and drill management. 12. Fremgangsmåten ifølge krav 11, videre omfattende å bestemme en avstand mellom et referansepunkt og én eller flere laggrenser.12. The method according to claim 11, further comprising determining a distance between a reference point and one or more layer boundaries. 13. Fremgangsmåten ifølge krav 10, der sammenlikningen inkluderer å beregne en forskjell mellom den målte responsen og den beregnede forventede responsen.13. The method according to claim 10, wherein the comparison includes calculating a difference between the measured response and the calculated expected response. 14. Fremgangsmåten ifølge krav 10, der den målte responsen er relatert til en komponent av den elektromagnetiske koplingstensoren eller en kombinasjon av komponenter av den elektromagnetiske koplingstensoren.14. The method according to claim 10, wherein the measured response is related to a component of the electromagnetic coupling tensor or a combination of components of the electromagnetic coupling tensor. 15. Fremgangsmåten ifølge krav 10, der den beregnede forventede responsen er relatert til en komponent av den elektromagnetiske koplingstensoren eller en kombinasjon av komponenter av den elektromagnetiske koplingstensoren.15. The method according to claim 10, wherein the calculated expected response is related to a component of the electromagnetic coupling tensor or a combination of components of the electromagnetic coupling tensor. 16. Fremgangsmåten ifølge krav 9, der utmatingen inkluderer å fremvise på en skjerm og/eller å plotte på et håndgripelig medium.16. The method according to claim 9, wherein the output includes displaying on a screen and/or plotting on a tangible medium. 17. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å bestemme formasjonsegenskaper valgt fra gruppen bestående av: et poretrykk, en avstand til en laggrense, en lagtykkelse, en formasjonstype, en konduktivitetstensor, en hellingsvinkel, en hellingsasimut, og en forkastningsdeteksjon.17. The method according to claim 9, further comprising determining formation properties selected from the group consisting of: a pore pressure, a distance to a layer boundary, a layer thickness, a formation type, a conductivity tensor, a slope angle, a slope azimuth, and a fault detection. 18. Fremgangsmåten ifølge krav 17, videre omfattende å bruke den bestemte formasjonsegenskapen for geostyring, deteksjon av laggrenser, landing av en brønnboring, deteksjon av poretrykk, posisjonering for kjerneprøvetaking, geofylling, og boreadministrering.18. The method of claim 17, further comprising using the determined formation property for geosteering, layer boundary detection, landing a well bore, pore pressure detection, positioning for core sampling, geofilling, and drill management. 19. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å kalibrere senderantennen (41) og mottakerantennen (43).19. The method according to claim 9, further comprising calibrating the transmitter antenna (41) and the receiver antenna (43). 20. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å bestemme en foroverseende følsomhet til to-trinns endringer i resistivitet med hensyn til avstandsrelatert dempning og faseskift.20. The method according to claim 9, further comprising determining a predictive sensitivity to two-step changes in resistivity with respect to distance-related attenuation and phase shift. 21. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å bestemme en foroversynrekkevidde.21. The method according to claim 9, further comprising determining a forward vision range. 22. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å skjelne mellom en stegvis endring i resistivitet foran borkronen (14) og en gradvis økning eller reduksjon foran borkronen (14).22. The method according to claim 9, further comprising distinguishing between a gradual change in resistivity in front of the drill bit (14) and a gradual increase or decrease in front of the drill bit (14). 23. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å bestemme en foroverseende følsomhet til en resistivitetsprofil med hensyn til en anisotrop formasjon og en strukturell helling som er forskjellig fra null. 23. The method of claim 9, further comprising determining a predictive sensitivity of a resistivity profile with respect to an anisotropic formation and a structural slope that is different from zero. 24. Fremgangsmåten ifølge krav 9, videre omfattende å bestemme foroverseende funksjon og evnen til rundtseende funksjon av logging-under-boring-systemet som en funksjon av strukturell helling.24. The method of claim 9, further comprising determining the look-ahead function and the look-ahead function capability of the logging-while-drilling system as a function of structural slope. 25. Fremgangsmåten ifølge krav 24, videre omfattende å bestemme nærhet av forurenset sand ved å bruke evnen til foroverseende funksjon av logging-underboring-systemet.25. The method according to claim 24, further comprising determining the proximity of contaminated sand by using the capability of the predictive function of the logging-underboring system. 26. Fremgangsmåten ifølge krav 9, der prosesseringen videre omfatter å utføre en 1D, 2D, eller 3D inversjon på de foroverseende dataene.26. The method according to claim 9, wherein the processing further comprises performing a 1D, 2D, or 3D inversion on the forward data. 27. Fremgangsmåten ifølge krav 9, der målingene av det ene eller flere undergrunns trekk og/eller karakteristikker foran eller rundt borkronen (14) utføres ved å bruke sender og mottakerantennene (41; 43) ved tre eller flere frekvenser for hver dekade.27. The method according to claim 9, where the measurements of one or more underground features and/or characteristics in front of or around the drill bit (14) are carried out using the transmitter and receiver antennas (41; 43) at three or more frequencies for each decade. 28. Fremgangsmåten ifølge krav 9, der målingene av det ene eller flere undergrunns trekk og/eller karakteristikker foran eller rundt borkronen (14) utføres ved frekvenser som oppfyller |k|.Lε[0,1;10], der k representerer en gangkoeffisient kalkulert som k<2>=εμω<2>+iσμω, der ε representerer elektromagnetisk permittivitet, μ representerer elektromagnetisk permeabilitet, σ representerer konduktivitet, og ω representerer angulær frekvens.28. The method according to claim 9, where the measurements of one or more underground features and/or characteristics in front of or around the drill bit (14) are performed at frequencies that meet |k|.Lε[0,1;10], where k represents a walking coefficient calculated as k<2>=εμω<2>+iσμω, where ε represents electromagnetic permittivity, μ represents electromagnetic permeability, σ represents conductivity, and ω represents angular frequency. 29. En fremgangsmåte for å detektere og måle ett eller flere undergrunns trekk og/eller karakteristikker foran eller rundt en borkrone (14), omfattende å: tilveiebringe et logging-under-boring-system som har: en sendermodul (21) som har en sender-lengdeakse og en senderantenne (41) lokalisert på eller nær borkronen (14), sendermodulen (21) har koplinger på begge ender og er avtagbart koplet inn i en bunnhullsenhet, en mottakermodul (25) som har en mottaker-lengdeakse og en mottakerantenne (43), mottakermodulen (25) har koplinger på begge ender og er avtagbart koplet inn i bunnhullsammenstillingen og er posisjonert ved et separat sted langs logging-under-boring-systemet i forhold til til sendermodulen (21), der minst én av senderantennen (41) og mottakerantennen (43) er en retningsbestemt antenne, og et kontrollsystem som har en prosessor;29. A method for detecting and measuring one or more underground features and/or characteristics in front of or around a drill bit (14), comprising: providing a logging-while-drilling system having: a transmitter module (21) having a transmitter longitudinal axis and a transmitter antenna (41) located on or near the drill bit (14), the transmitter module (21) has connectors on both ends and is removably coupled into a downhole unit, a receiver module (25) having a receiver longitudinal axis and a receiver antenna (43), the receiver module (25) has connectors on both ends and is removably coupled into the downhole assembly and is positioned at a separate location along the logging-while-drilling system relative to the transmitter module (21), where at least one of the transmitter antenna ( 41) and the receiving antenna (43) is a directional antenna, and a control system having a processor; prosessere foroverseende data og/eller rundtseende data mottatt fra logging-underboring-systemet;process forecast data and/or survey data received from the logging-under-drilling system; relatere de foroverseende dataene eller de rundtseende dataene til en elektromagnetisk koplingstensor;relating the forward looking data or the looking around data to an electromagnetic coupling tensor; transformere én eller flere komponenter av den elektromagnetiske koplingstensoren til en korresponderende formasjonstensor;transforming one or more components of the electromagnetic coupling tensor into a corresponding formation tensor; mate ut de foroverseende dataene og/eller de rundtseende dataene og/eller korresponderende formasjonsparameter til en utmatingsanordning; og bestemme formasjonsegenskaper valgt fra gruppen bestående av: et poretrykk, en avstand til en laggrense, en lagtykkelse, en formasjonstype, en konduktivitetstensor, en hellingsvinkel, en hellingsasimut, og en forkastningsdeteksjon, der den bestemte formasjonsegenskapen brukes for geostyring, deteksjon av laggrenser, landing av en brønnboring, deteksjon av poretrykk, posisjonering for kjerneprøvetaking, geofylling, og boreadministrering. outputting the forward looking data and/or the looking around data and/or corresponding formation parameter to an output device; and determining formation properties selected from the group consisting of: a pore pressure, a distance to a layer boundary, a layer thickness, a formation type, a conductivity tensor, a dip angle, a dip azimuth, and a fault detection, wherein the determined formation property is used for geosteering, layer boundary detection, landing of a well drilling, pore pressure detection, positioning for core sampling, geofilling, and drill management.
NO20181671A 2007-08-27 2008-08-22 Foresighted logging system NO345367B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US96827507P 2007-08-27 2007-08-27
PCT/US2008/074007 WO2009029517A2 (en) 2007-08-27 2008-08-22 Look ahead logging system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20181671A1 NO20181671A1 (en) 2010-05-25
NO345367B1 true NO345367B1 (en) 2021-01-04

Family

ID=40388096

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20181671A NO345367B1 (en) 2007-08-27 2008-08-22 Foresighted logging system
NO20100450A NO344419B1 (en) 2007-08-27 2010-03-26 Method for determining the presence and position of one or more resistivity contrasts in a formation in front of a well drilling system

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20100450A NO344419B1 (en) 2007-08-27 2010-03-26 Method for determining the presence and position of one or more resistivity contrasts in a formation in front of a well drilling system

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN101932955B (en)
BR (1) BRPI0815932A2 (en)
GB (2) GB2486076B (en)
MX (1) MX2010002076A (en)
NO (2) NO345367B1 (en)
WO (1) WO2009029517A2 (en)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7659722B2 (en) 1999-01-28 2010-02-09 Halliburton Energy Services, Inc. Method for azimuthal resistivity measurement and bed boundary detection
US8736270B2 (en) 2004-07-14 2014-05-27 Schlumberger Technology Corporation Look ahead logging system
WO2008008386A2 (en) 2006-07-11 2008-01-17 Halliburton Energy Services, Inc. Modular geosteering tool assembly
US8274289B2 (en) 2006-12-15 2012-09-25 Halliburton Energy Services, Inc. Antenna coupling component measurement tool having rotating antenna configuration
EP2513422A4 (en) * 2009-10-20 2017-11-08 Schlumberger Technology B.V. Methods for characterization of formations, navigating drill paths, and placing wells in earth boreholes
GB2476653A (en) * 2009-12-30 2011-07-06 Wajid Rasheed Tool and Method for Look-Ahead Formation Evaluation in advance of the drill-bit
WO2011129828A1 (en) * 2010-04-15 2011-10-20 Halliburton Energy Services, Inc. Processing and geosteering with a rotating tool
BR112012027692A2 (en) * 2010-04-29 2016-08-16 Prad Res & Dev Ltd method for obtaining gain corrected measurements, apparatus for determining a formation property of an underground formation, shielding for an in-pit profiling tool, and method for obtaining an impedance matrix using a substantially non-rotating in-pit tool
BR112013003634A2 (en) * 2010-08-16 2016-09-06 Halliburton Energy Services Inc apparatus for measuring signals indicative of properties in the downhole and properties in the downhole, method of measuring properties in the downhole, and machine readable storage media
US9146334B2 (en) 2011-09-13 2015-09-29 Baker Hughes Incorporated Method of phase synchronization of MWD or wireline apparatus separated in the string
AU2012339893B2 (en) * 2011-11-15 2016-03-31 Halliburton Energy Services, Inc. Enhanced resistivity measurement apparatus, methods, and systems
AU2011381036B2 (en) 2011-11-15 2015-08-13 Halliburton Energy Services, Inc. Look-ahead of the bit applications
CN105672999B (en) * 2011-11-15 2019-09-17 哈里伯顿能源服务公司 The prediction prediction of drill bit application
CN104169524B (en) * 2012-02-17 2017-10-31 普拉德研究及开发股份有限公司 The correction based on inverting of downhole electromagnetic instrument
US10241227B2 (en) * 2012-04-27 2019-03-26 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Method and apparatus to detect formation boundaries ahead of the bit using multiple toroidal coils
CA2890147C (en) 2012-12-19 2017-07-11 Halliburton Energy Services, Inc. Systems and methods for look ahead resistivity measurement with offset well information
CN103095381B (en) * 2013-01-22 2015-01-21 长沙五维地科勘察技术有限责任公司 Underground life calling system
US9341734B2 (en) * 2013-03-05 2016-05-17 Ce Liu Apparatus and method for bed boundary detection
CN103266887B (en) * 2013-05-14 2015-11-18 中国石油集团长城钻探工程有限公司 A kind of instrument by the dark resistivity of wireless short pass signal measurement and using method thereof
US10197699B2 (en) 2013-06-13 2019-02-05 Halliburton Energy Services, Inc. Logging while drilling (LWD) steering visualization tool methods and systems
CN105089646B (en) * 2014-05-07 2019-01-01 中国石油化工股份有限公司 A kind of LWD resistivity log device and method being integrated with data-transformation facility
CN105089651B (en) * 2014-05-07 2019-01-01 中国石油化工股份有限公司 LWD resistivity log device and measurement method
WO2016108913A1 (en) 2014-12-31 2016-07-07 Halliburton Energy Services Inc. Improving geosteering inversion using look-ahead look-around electromagnetic tool
US10317563B2 (en) 2015-10-26 2019-06-11 Halliburton Energy Services, Inc. Frequency ratiometric processing of resistivity logging tool data
CN106291751A (en) * 2016-09-18 2017-01-04 王光栋 A kind of detecting system of geologic(al) formation
US10989044B2 (en) 2016-10-03 2021-04-27 Halliburton Energy Services, Inc. Modeled transmitter and receiver coils with variable title angles for formation scanning
US11867052B1 (en) * 2018-10-12 2024-01-09 Eog Resources, Inc. Precision targeting with simulated well logs
CN110005398B (en) * 2019-04-04 2024-03-22 中国石油大学(北京) Method and device for determining design parameters of electromagnetic wave resistivity logging instrument while drilling
CN112993522B (en) * 2021-04-02 2023-09-15 中国科学院地质与地球物理研究所 Laminated azimuth electromagnetic wave horizontal antenna device and manufacturing method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6188222B1 (en) * 1997-09-19 2001-02-13 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring resistivity of an earth formation
US20030076107A1 (en) * 2001-08-03 2003-04-24 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for a multi-component induction instrument measuring system for geosteering and formation resistivity data interpretation in horizontal, vertical and deviated wells
US20030184302A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Dzevat Omeragic Electromagnetic resistivity instrument having look ahead capability
US20060011385A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and system for well placement and reservoir characterization
US20060038571A1 (en) * 2003-11-05 2006-02-23 Ostermeier Richard M Method for imaging subterranean formations
US20080143336A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Emmanuel Legendre Determining Properties of Earth Formations Using the Electromagnetic Coupling Tensor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7027923B2 (en) * 2003-12-12 2006-04-11 Schlumberger Technology Corporation Method for determining sonde error for an induction or propagation tool with transverse or triaxial arrays

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6188222B1 (en) * 1997-09-19 2001-02-13 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for measuring resistivity of an earth formation
US20030076107A1 (en) * 2001-08-03 2003-04-24 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for a multi-component induction instrument measuring system for geosteering and formation resistivity data interpretation in horizontal, vertical and deviated wells
US20030184302A1 (en) * 2002-03-26 2003-10-02 Dzevat Omeragic Electromagnetic resistivity instrument having look ahead capability
US20060038571A1 (en) * 2003-11-05 2006-02-23 Ostermeier Richard M Method for imaging subterranean formations
US20060011385A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and system for well placement and reservoir characterization
US20080143336A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Emmanuel Legendre Determining Properties of Earth Formations Using the Electromagnetic Coupling Tensor

Also Published As

Publication number Publication date
GB2464438A (en) 2010-04-21
NO20100450L (en) 2010-05-25
GB201121997D0 (en) 2012-02-01
GB2486076B (en) 2012-08-15
GB201002876D0 (en) 2010-04-07
CN101932955B (en) 2014-12-03
NO20181671A1 (en) 2010-05-25
BRPI0815932A2 (en) 2018-01-09
MX2010002076A (en) 2010-03-24
WO2009029517A2 (en) 2009-03-05
NO344419B1 (en) 2019-12-02
GB2486076A (en) 2012-06-06
WO2009029517A3 (en) 2010-08-26
GB2464438B (en) 2012-10-10
CN101932955A (en) 2010-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20181671A1 (en) Forward-facing logging system
US9442211B2 (en) Look ahead logging system
EP2606383B1 (en) Method and apparatus for measuring properties downhole
AU2010310816B2 (en) Methods for characterization of formations, navigating drill paths, and placing wells in earth boreholes
EP2836861B1 (en) Resistivity logging system and method employing ratio signal set for inversion
CA2969322C (en) Formation logging using multicomponent signal-based measurement of anisotropic permittivity and resistivity
AU2017263252B2 (en) Methods and systems employing look-around and look-ahead inversion of downhole measurements
NO20121341L (en) Integrated borehole system for reservoir detection and monitoring
US10359536B2 (en) Surface calibration of a wellbore resistivity logging tool
NO335681B1 (en) Electromagnetic method for determining drop angles irrespective of sludge type and borehole environment, and logging device
NO20140926A1 (en) Compensation for bending effect in deep azimuth resistance measurements using inversion
NO335751B1 (en) Logging probe and determination of isotropic and anisotropic formation resistivity by invasion of drilling mud into the bedrock around the wellbore
NO20140925A1 (en) Mistake compensation for deep reading azimuth propagation resistance
NO337747B1 (en) Methods and Devices for Obtaining Compensated Signals for Determining Formation Parameters
WO2017078740A1 (en) Downhole logging systems and methods employing adjustably-spaced modules
AU2015258215B2 (en) Methods for characterization of formations, navigating drill paths, and placing wells in earth boreholes