NO345892B1 - Måling av spesifikk elektrisk motstand i undergrunnssoner ved hjelp av faseregulert strøm - Google Patents

Måling av spesifikk elektrisk motstand i undergrunnssoner ved hjelp av faseregulert strøm Download PDF

Info

Publication number
NO345892B1
NO345892B1 NO20131018A NO20131018A NO345892B1 NO 345892 B1 NO345892 B1 NO 345892B1 NO 20131018 A NO20131018 A NO 20131018A NO 20131018 A NO20131018 A NO 20131018A NO 345892 B1 NO345892 B1 NO 345892B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
electric current
electrode
measuring
current
phase difference
Prior art date
Application number
NO20131018A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20131018A1 (no
Inventor
Leonty A Tabarovsky
Stanislav W Forgang
Original Assignee
Baker Hughes Holdings Llc
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 Baker Hughes Holdings Llc filed Critical Baker Hughes Holdings Llc
Publication of NO20131018A1 publication Critical patent/NO20131018A1/no
Publication of NO345892B1 publication Critical patent/NO345892B1/no

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
    • G01V3/20Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/113Locating fluid leaks, intrusions or movements using electrical indications; using light radiations
    • 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
    • G01V3/20Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
    • G01V3/24Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current using ac
    • 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
    • G01V3/38Processing data, e.g. for analysis, for interpretation, for correction

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

BAKGRUNN
1. Området for oppfinnelsen
[0001] Den foreliggende oppfinnelsen gjelder analysen av en undergrunn og, mer spesielt, bestemmelsen av spesifikk motstand i undergrunnen.
2. Beskrivelse av relatert teknikk
[0002] Borehull bores i jorden for mange anvendelser, for eksempel hydrokarbonproduksjon, geotermisk produksjon og karbonsekvestrering. For å bruke dyre ressurser på en effektiv måte når borehullene bores, er det viktig at de som gjør analysen, samler inn detaljert informasjon om de geologiske formasjonene det bores i.
[0003] Avbildning av spesifikk motstand er én type prosess for å få tak i den detaljerte informasjonen.Ved avbildning av spesifikk motstand kan det brukes både elektriske og induksjonsmessige motstandsinstrumenter. Den spesifikke motstanden hos en formasjon måles som en funksjon av dybde ved hjelp av et motstandsverktøy anbrakt i et borehull som penetrerer formasjonen. Variasjoner i motstanden plottes eller vises slik at det gis et bilde av formasjonen.
[0004] I elektrisk avbildning av spesifikk motstand brukes én eller flere senderelektroder til å injisere en elektrisk strøm i en undergrunn. Måleelektroder, av og til kalt knappelektroder, senker disse strømmene og utfører elektriske målinger som brukes til å bestemme den spesifikke motstanden i undergrunnen. Ettersom senderen og senderelektrodene anbringes i et boret borehull med variasjoner i diameter på grunn av boreprosessen, kan det hende elektrodene ikke kommer i kontakt med borehullveggen. Mellomrommet eller avstanden mellom en elektrode og borehullveggen kalles «avstanden». Variasjoner i avstanden kan negativt påvirke kvaliteten på bildene av spesifikk motstand som samles inn. Ved bruk av oljebasert boreslam kan dessuten boreslammet komme inn i en avstand, og dette kan gjøre måleforholdene enda verre og føre til feilaktige bilder. Det ville bli godt mottatt i bransjen dersom kvaliteten på avbildninger av spesifikk motstand kunne forbedres ved bruk av oljebasert boreslam.
[0005] US200506836 A1 omtaler en putemontert motstandsavbildningsanordning som innebefatter i det minste en sender og to eller flere rekker av mottakere. Analyse av de mottatte signaler utføres ved å benytte enten amplitude- og faseforskjeller mellom rekkene av mottakere, eller ved å analysere amplitude- og faseforskjeller mellom senderne og mottakerne. Ved driftsfrekvenser over 10 MHz oppnås høyoppløsningsbilder av borehull.
[0006] US4019125A angår et brønnloggingsinstrument som omfatter en fokusseksjon med en øvre fokusbeskyttelse, en senterelektrode og nedre fokusbeskyttelse. Bunnseksjonene til instrumentet innbefatter en puteanordning med elektrode på borehullets vegginngrepsoverflate og tilpasset for å presses mot borehullsveggen og også ha en eller flere trykkfrigjøringsanordninger, for eksempel fjærebelastede tilbakeslagsventiler, lokalisert deri for å redusere differensialtrykket som ellers kan bygge seg opp mellom overflaten av puten og borehullsveggen. Den fjerne elektroden til fokuspartiet av instrumentet er armeringen som omgir loggingskabelen. Den nedre fokusbeskyttelse har en dobbel funksjon ved at den også er minifokus-fjernelektroden. Innretningen er anordnet for å måle et potensiale mellom fokusbeskyttelsen og kabelarmeringen og også mellom mikrobeskyttelsen og den nedre fokusbeskyttelse, begge målingene er så sendt opp til loggingskabelen til overflateelektronikken.
KORT SAMMENDRAG
[0007] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås ved anordning for å estimere en egenskap ved en undergrunn som penetreres av et borehull, anordningen omfatter: en bærerinnretning konfigurert til å føres gjennom borehullet; en første senderelektrode anbrakt på bærerinnretningen og konfigurert for å injisere elektrisk strøm (f) inn i undergrunnen; en første måleelektrode anbrakt på bærerinnretningen og konfigurert til å motta elektrisk strøm fra undergrunnen for måling på grunn av den elektriske injeksjonen for å estimere egenskapen til undergrunn; en første måleføler koplet til den første måleelektrode og konfigurert for å måle elektrisk strømamplitude og fase av den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode; en regulator koplet til den første måleføler og konfigurert for å bestemme en faseforskjell mellom injisert elektrisk strøm og mottatt elektrisk strøm og estimere egenskapen ved å benytte målt elektrisk strøm som er i fase med den injiserte elektriske strøm; og kjennetegnet ved en første motkoplerforsterker koplet til den første måleelektrode og konfigurert for å injisere en elektrisk strøm inn i den første måleelektrode basert på den bestemte faseforskjell for å skape null faseforskjell mellom den elektriske strøm injisert ved den første senderelektrode og den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode i henhold til en reguleringsalgoritme implementert av regulatoren, hvori reguleringsalgoritmen bestemmer om en faseforskjell eksisterer mellom den målte strøm og den sendte strøm og bestemmer størrelsen og fortegnet på faseforskjellen hvis faseforskjellen er ulik null.
[0008] Foretrukne utførelsesformer av anordningen er videre utdypet i kravene 2 til og med 16.
[0009] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås videre ved en fremgangsmåte for å estimere en egenskap i en undergrunn som penetreres av et borehull, kjennetegnet ved at fremgangsmåten omfatter: å føre en bærerinnretning gjennom borehullet; å injisere elektrisk strøm inn i undergrunnen ved å benytte en første senderelektrode anbrakt på bærerinnretningen;
å motta elektrisk strøm fra undergrunnen med en første måleelektrode anbrakt på bærerinnretningen på grunn av injiseringen; å måle elektrisk strømamplitude og fase av den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode ved å benytte en første måleføler; å bestemme en faseforskjell mellom den injiserte elektriske strøm og den mottatte elektriske strøm ved å benytte en regulator; å injisere elektrisk strøm inn i den første måleelektrode basert på faseforskjellen bestemt av regulatoren ved å benytte en første motkoplerforsterker for å skape null faseforskjell mellom den elektriske strøm injisert ved den første senderelektrode og den elektriske strøm mottatt av den første målelektrode i henhold til en reguleringsalgoritme implementert av regulatoren, hvori reguleringsalgoritmen bestemmer om en faseforskjell eksisterer mellom den målte strøm og den sendte strøm og bestemmer størrelsen og fortegnet av faseforskjellen er ulik null; og å måle mottatt elektrisk strøm vesentlig i fase med injisert elektrisk strøm ved å benytte en første måleføler koplet til den første måleelektrode for å beregne egenskapen.
[0010] En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåtene er utdypet i krav 17.
[0011] Målene med foreliggende oppfinnelse oppnås også ved et ikke-transitorisk datamaskinlesbart medium som omfatter datamaskineksekverbare instruksjoner for å estimere en egenskap ved en undergrunn ved å implementere en framgangsmåte som omfatter: å injisere elektrisk strøm inn i undergrunnen ved å benytte en første senderelektrode; å motta elektrisk strøm for undergrunnen ved å benytte en første måleelektrode på grunn av injiseringen;
å måle elektrisk strømamplitude og fase av den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode ved å benytte en første måleføler; å bestemme en faseforskjell mellom den injiserte elektriske strøm og den mottatte elektriske strøm ved å benytte en regulator; å injisere elektrisk strøm inn i den første måleelektrode ved en første motkoplerforsterker basert på faseforskjellen bestemt av regulatoren for å skape null faseforskjell mellom den elektriske strøm injisert ved den første senderelektrode og den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode i henhold til en reguleringsalgoritme implementert av regulatoren, hvori reguleringsalgoritmen bestemmer om en faseforskjell eksisterer mellom den målte strøm og den sendte strøm og bestemmer størrelsen og fortegnet av faseforskjellen hvis faseforskjellen er ulik null; å måle mottatt elektrisk strøm vesentlig i fase med injisert elektrisk strøm ved å benytte en første måleføler koplet til den første måleelektrode for å estimere egenskapen.
[0012] Det beskrives en anordning for å estimere en egenskap ved en undergrunn som penetreres av et borehull. Anordningen omfatter en bærerinnretning som er konfigurert til å føres gjennom borehullet og har en første senderelektrode konfigurert til å injisere elektrisk strøm i undergrunnen, og en første måleelektrode konfigurert til å motta elektrisk strøm for måling på grunn av den elektriske injeksjonen for å estimere undergrunnens egenskap. En regulator er konfigurert til å bestemme en faseforskjell mellom injisert elektrisk strøm og mottatt elektrisk strøm. En første motkoplerforsterker er koplet til den første måleelektroden og konfigurert til å sette en spenning på den første måleelektroden ut ifra den bestemte faseforskjellen, slik at en strømfase mottatt av den første måleelektroden er vesentlig i fase med strømmen injisert av den første senderelektroden.
[0013] Det beskrives også en framgangsmåte for å estimere en egenskap ved en undergrunn som penetreres av et borehull. Framgangsmåten omfatter: å føre en bærerinnretning gjennom borehullet; å injisere elektrisk strøm i undergrunnen ved hjelp av en første senderelektrode anbrakt på bærerinnretningen; å motta elektrisk strøm med en første måleelektrode anbrakt på bærerinnretningen på grunn av injiseringen; å bestemme en faseforskjell mellom den injiserte elektriske strømmen og den mottatte elektriske strømmen ved hjelp av en regulator; å sette en første spenning på den første måleelektroden ut ifra faseforskjellen ved hjelp av en motkoplerforsterker, slik at en fase av den mottatte elektriske strømmen er vesentlig i fase med den injiserte elektriske strømmen; og å måle mottatt elektrisk strøm vesentlig i fase med injisert elektrisk strøm ved hjelp av en første måleføler koplet til den første måleelektroden for å estimere egenskapen.
[0014] Videre beskrives et ikke-transitorisk datamaskinlesbart medium som har datamaskineksekverbare instruksjoner for å estimere en egenskap ved en undergrunn ved å implementere en framgangsmåte som omfatter: å injisere elektrisk strøm i formasjonen ved hjelp av en første senderelektrode; å motta elektrisk strøm ved hjelp av en første måleelektrode på grunn av injiseringen; å bestemme en faseforskjell mellom den injiserte elektriske strømmen og den mottatte elektriske strømmen; å sette en første spenning på den første måleelektroden ved hjelp av en første motkoplerforsterker, slik at en fase av den mottatte elektriske strømmen er vesentlig i fase med den injiserte elektriske strømmen; og å måle mottatt elektrisk strøm vesentlig i fase med injisert elektrisk strøm ved hjelp av en første måleføler koplet til den første måleelektroden for å estimere egenskapen.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0015] De følgende beskrivelsene må ikke oppfattes som begrensende på noen måte. Ved henvisning til de medfølgende tegningene har like elementer like henvisningstall:
[0016] Fig.1 illustrerer en eksemplarisk utførelsesform av et borehullmotstandsverktøy anbrakt i et borehull som penetrerer jorden;
[0017] Fig.2 viser aspekter av borehullmotstandsverktøyet; og
[0018] Fig.3 presenterer ett eksempel på en framgangsmåte for å estimere en egenskap ved en undergrunn.
DETALJERT BESKRIVELSE
[0019] Her presenteres en detaljert beskrivelse av én eller flere utførelsesformer av oppfinnelsens anordning og framgangsmåte ved hjelp av eksemplifisering og ikke begrensning ved henvisning til figurene.
[0020] Det kan nå henvises til fig.1, som illustrerer en eksemplarisk utførelsesform av et borehullverktøy 10 anbrakt i et borehull 2 som penetrerer jorden 3, som omfatter en undergrunn 4. Undergrunnen omfatter lag 4A, 4B og 4C.
Borehullverktøyet 10 føres gjennom borehullet 2 av en bærer (heretter betegnet bærerinnretning) 5. I utførelsesformen i fig.1 er bærerinnretningen 5 en armert wireline 8. Ved siden av å støtte borehullverktøyet 10 i borehullet 2 kan wirelinen 8 også tilveiebringe kommunikasjoner (f.eks. data 9) mellom borehullverktøyet 10 og et databehandlingssystem 7 anbrakt på jordoverflaten 3. I utførelsesformer med logging under boring (LWD) eller måling under boring (MWD) kan bærerinnretningen 5 være en borestreng. For å operere borehullverktøyet 10 og/eller tilveiebringe et kommunikasjonsgrensesnitt med databehandlingssystemet 7 omfatter borehullverktøyet 10 borehullelektronikk 6.
[0021] Fortsatt med henvisning til fig.1 er borehullverktøyet 10 konfigurert til å måle den spesifikke motstanden, eller dens invers, ledningsevnen, hos formasjon 4. For å måle den spesifikke motstanden omfatter borehullverktøyet 10 en første senderelektrode 11, en andre senderelektrode 12, en første strømmålingselektrode 13 (også kalt den første knappelektroden 13) og en andre strømmålingselektrode 14 (også kalt den andre knappelektroden 14), alle anbrakt på en pute 15. Elektrodene 11-14 er separert av smale isolerende mellomrom 16. Ettersom senderelektrodene 11 og 12 generelt drives av den samme senderelektronikken og dermed holdes ved samme potensial, kan den totale elektrodekonfigurasjonen kalles en toknappelektrodekonfigurasjon (dvs. med henvisning til en senderelektrode og en knappelektrode). Puten 15 er i én utførelsesform konfigurert til å strekke seg fra borehullverktøyet 10 slik at den kommer i kontakt med veggen på borehullet 2. Den delen av veggen på borehullet 2 der målinger av spesifikk motstand utføres, kan kalles en ledende sone på grunn av elektriske strømmer som injiseres og måles i denne sonen ved hjelp av elektrodene nevnt ovenfor.
[0022] Det kan forstås at borehullverktøyet 10 kan ha en mengde puter 15 symmetrisk ordnet rundt verktøyet 10, slik at de kan strekke seg samtidig til kontakt med veggen og gi gjensidig støtte til hverandre for å opprettholde minimal avstand fra veggen.
[0023] Borehullverktøyet 10 som opererer i borehull fylt med ikke-ledende oljebasert borefluid, kan utføre målinger ved hjelp av vekselstrøm for å overvinne impedans introdusert av både «avstand» og slaminvasjonssone. Strømmene injiseres av senderelektroder drevet av en spenningskilde ved frekvens f = ω/2π. Målinger baserer seg på følingen av den komponenten med elektrisk strøm som går gjennom de måleelektrodene som er i fase med spenningskildens signal. Konvensjonen er å kalle denne komponenten som er i fase, den «reelle» komponenten av den målte strømmen. I tillegg er konvensjonen å kalle elektrodeseparasjon fra borehullveggen sammen med den ovenfor nevnte invasjonssonen «verktøyavstand», vist som S i fig.1. Elektrodeseparasjonen og invasjonssonen er elektrisk seriekoplet og gir begge høy impedans til injisert elektrisk strøm før den kommer inn i den geologiske formasjonen. Ujevne avstander hos sender- og måleelektroder i et motstandsverktøy kan forårsake feilaktige avbildninger av spesifikk motstand i oljebasert boreslam.
[0024] Ulike avstander mellom måleelektrodene forårsaker sterke krysstrømmer mellom måleelektrodene som primært påvirker fasen av den målte strømmen. Faseveksling fører til en lekkasje av den ikke-informative imaginære komponenten av strømmen inn i den relle komponenten av strømmen, og forårsaker på den måten unøyaktige eller feilaktige målinger av spesifikk motstand.
[0025] Det fastsettes visse måleteknikker for å avdekke spesifikk motstand i formasjoner uavhengig av tykkelsen på det oljefylte mellomrommet, den spesifikke motstanden i mellomromsmaterialet, og andre egenskaper som påvirker impedansen i mellomrommet. Som ett eksempel gås det ut ifra at en returelektrode (vist som verktøymandrell 17) er svært stor sammenliknet med sender- og måleelektrodene 11–14, slik at jordimpedansen til returen kan neglisjeres.
[0026] Det kan nå henvises til fig.2, som viser aspekter av borehullverktøyet 10 ved hjelp av toknappkonfigurasjonen og ved å inkorporere måleteknikker for å avdekke spesifikk mostand i formasjoner uavhengig av avstandseffekter. En spenning V påsatt av en spenningskilde 20 til senderelektrodene 11 og 12 gjør det mulig for den elektriske strømmen F fra periferien av puten 15 å injiseres i formasjonen 4. Etter å ha gått gjennom formasjonen 4 går strømmen F tilbake til puten 15, og ulike deler av denne strømmen synker gjennom knappelektrodene 13 og 14. Følerne 26 og 27 koplet til henholdsvis knappelektrodene 13 og 14 måler strømmer som går gjennom knappelektrodene 13 og 14, eller elektriske kvantiteter relatert til disse strømmene. På liknende måte måler følerne 25 og 28 koplet til henholdsvis senderelektrodene 11 og 12 strømmer som går gjennom senderelektrodene 11 og 12, eller elektriske kvantiteter relatert til disse strømmene. Følerne 25–28 er konfigurert til å gi utgangsverdier som er relatert til det målte signalets amplitude og fase.
[0027] Generelt avhenger alle elektriske kvantiteter av ulike spenningsfall og faseforsinkelser langs strømveien. Både spenningsfall og faseforsinkelser er funksjoner av det totale systemet som omfatter verktøyets design, avstandsimpedansen og formasjonens spesifikke motstand. På grunn av faseforsinkelsene må strømmer som måles av knappelektrodene 13 og 14, henvises til en referanseparameter som for eksempel strøm som går gjennom senderelektrodene 11 eller 12. Hvis en målt strøm derimot er i fase med den sendte strømmen, balanseres eller kanselleres endringer i avstandseffektene mellom senderelektroden(e) og målelektroden(e), og strømmålingen relateres til formasjonens spesifikke motstand. På den måten kompenserer borehullverktøyet 10 automatisk for eventuelle mellomromsvariasjoner, som er mye mer følsomme for spesifikk motstand i formasjoner.
[0028] For å drive de målte strømmene i fase med de sendte strømmene koples motkoplerforsterkerne 21–24 til henholdsvis elektrodene 11–14.
Motkoplerforsterkerne er konfigurert til å sette spenning på de tilknyttede elektrodene, slik at de målte strømmene er i fase med den sendte strømmen. En regulator 29 koples til følerne 25–28 og konfigureres til å samle inn data om en målt fase av hver målte strøm. Regulatoren 29 konfigureres også til å gi utgangsverdier til hver av motkoplerforsterkerne 21–24. Utgangsverdiene signaliserer en spenning som hver av motkoplerforsterkerne skal sette på sin tilknyttede elektrode.
[0029] Regulatoren 29 omfatter en reguleringsalgoritme som kan implementeres av analoge og/eller digitale kretser. Reguleringsalgoritmen bestemmer om det finnes en faseforskjell mellom den målte strømmen og den sendte strømmen. Dersom faseforskjellen er vesentlig null, trengs ingen av motkoplerforsterkerne for å sette en motkoplingsspenning (dvs. at motkoplingsspenningen er null). Dersom faseforskjellen er ulik null, bestemmer reguleringsalgoritmen størrelsen og fortegnet på faseforskjellen. Størrelsen og fortegnet brukes til å variere eller stille inn spenninger som påsettes én eller flere måleelektroder 13 og 14 og/eller senderelektroder 11 og 12 for at fasen av strømmen som måles i én eller flere knappelektroder skal være i fase med strøm som sendes fra én eller flere senderelektroder. Reguleringsalgoritmen kan være forhåndsdefinert eller den være adaptiv og lære av tidliger reguleringserfaring. I én utførelsesform omfatter regulatoren 29 et Kalman-filter for å overvinne fasemålinger som omfatter støy og andre unøyaktigheter tilknyttet borehullmålinger, og for å regne ut mer nøyaktige reguleringssignaler.
[0030] Fig.3 presenterer ett eksempel på en framgangsmåte 30 for å estimere en egenskap ved en undergrunn som penetreres av et borehull. Framgangsmåten 30 krever (trinn 31) å føre en bærerinnretning gjennom borehullet. Videre krever framgangsmåten 30 (trinn 32) å injisere elektrisk strøm i formasjonen ved hjelp av en første senderelektrode anbrakt på bærerinnretningen. Videre krever framgangsmåten 30 (trinn 33) å motta elektrisk strøm ved hjelp av en første måleelektrode anbrakt på bærerinnretningen på grunn av injiseringen. Videre krever framgangsmåten 30 (trinn 34) å bestemme en faseforskjell mellom den sendte strømmen og den målte strømmen ved hjelp av en regulator. Videre krever framgangsmåten 30 (trinn 35) å sette en første spenning på den første måleelektroden ved hjelp av en første motkoplerforsterker ut ifra den målte faseforskjellen, slik at en fase av den mottatte strømmen er vesentlig i fase med den injiserte strømmen. Videre krever framgangsmåten 30 (trinn 36) å måle mottatt elektrisk strøm vesentlig i fase med injisert elektrisk strøm ved hjelp av en første måleføler koplet til den første måleelektroden for å estimere egenskapen.
[0031] Til støtte for det foreliggende kan det anvendes ulike analysekomponenter, inkludert et digitalt og/eller et analogt system. For eksempel kan borehullelektronikken 6, databehandlingssystemet 7 eller regulatoren 29 omfatte det digitale og/eller analoge systemet. Systemet kan ha komponenter som en prosessor, lagringsmedier, minne, inngang, utgang, kommunikasjonslenk (kablet, trådløs, slampuls, optisk eller annet), brukergrensesnitt, programvare, signalbehandlere (digitale eller analoge) og andre slike komponenter (for eksempel motstander, kondensatorer, induktorer og annet) for å besørge drift og analyse av anordningen og framgangsmåtene beskrevet her på en hvilken som helst av flere måter fra velkjent teknikk. Det anses at det foreliggende kan, men ikke trenger å implementeres sammen med et sett datamaskineksekverbare instruksjoner lagret på et datamaskinlesbart medium, inkludert minne (ROM, RAM), optisk (CD-ROM) eller magnetisk (disker, harddisker), eller en hvilken som helst annen type som når den eksekveres, får en datamaskin til å implementere framgangsmåten i den foreliggende oppfinnelsen. Disse instruksjonene kan besørge utstyrsdrift, kontroll, datainnsamling og dataanalyse samt andre funksjoner som betraktes som relevante av en systemdesigner, eier, bruker eller annet slikt personale, i tillegg til funksjonene som er beskrevet her.
[0032] Videre kan forskjellige andre komponenter inkluderes og benyttes for å levere aspekter av det foreliggende. For eksempel kan en kraftforsyning (f.eks. minst én av en generator, en fjernforsyning og et batteri), avkjølingskomponent, oppvarmingskomponent, magnet, elektromagnet, føler, elektrode, sender, mottaker, sender-mottaker, antenne, regulator, optisk enhet, elektrisk enhet eller elektromekanisk enhet inkluderes til støtte for de ulike aspektene som er diskutert her, eller til støtte for andre funksjoner utenom denne beskrivelsen.
[0033] Termen «bærerinnretning» slik den brukes her, vil si enhver anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, ethvert medium og/eller element som kan brukes til å forflytte, huse, støtte eller på annen måte legge til rette for bruken av en annen anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, et annet medium og/eller element. Andre eksemplariske ikkebegrensende bærerinnretninge omfatter borestrenger av kveilrørtypen, av skjøterørtypen og en hvilken som helst kombinasjon eller del av disse. Andre eksempler på bærerinnretninge omfatter fôringsrør, wirelines, wirelinesonder, slicklinesonder, dropshots, bunnhullsammenstillinger, borestrengfôringer, moduler, interne hus og substratdeler av disse.
[0034] Elementer av utførelsesformene er presentert med artikkelen «en» eller «et». Disse artiklene skal bety at det er ett eller flere av elementene. Termene «omfatter» og «har» skal være inkluderende, slik at de kan være ytterligere elementer i tillegg til de elementene som er opplistet. Når konjunksjonen «eller» brukes i en liste med minst to termer, skal den bety en hvilken som helst term eller en hvilken som helst kombinasjon av termer. Termene «første», «andre», «tredje» og «fjerde» brukes til å skille elementer, og brukes ikke for å angi noen bestemt rekkefølge. Termen «kople» dreier seg om å kople en første enhet til en andre enhet enten direkte eller indirekte gjennom en mellomliggende enhet.
[0035] Det vil anerkjennes at de ulike komponentene eller teknologiene kan gi visse nødvendige eller fordelaktige funksjoner eller trekk. Disse funksjonene og trekkene som kan være nødvendige for å støtte de medfølgende kravene og variasjoner av disse, anerkjennes følgelig som en iboende del av det foreliggende, og som en del av den beskrevne oppfinnelsen.
[0036] Selv om oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til en eksemplariske utførelsesformer, vil det forstås at det kan gjøres ulike endringer og settes inn ekvivalenter for elementer i den uten at det avviker fra oppfinnelsens omfang. Dessuten kan mange modifiseringer gjøres for å tilpasse et spesielt instrument, en spesiell situasjon eller et spesielt materiale til oppfinnelsens lærdom uten at det avviker fra dens essensielle omfang. Det er derfor meningen at oppfinnelsen ikke skal være begrenset til den spesifikke utførelsesformen som beskrives som den best uttenkte måten å gjennomføre denne oppfinnelsen på, men at oppfinnelsen skal omfatte alle utførelsesformer som faller innenfor kravenes omfang.

Claims (19)

PATENTKRAV
1. Anordning for å estimere en egenskap ved en undergrunn (4) som penetreres av et borehull (2), anordningen omfatter:
en bærerinnretning (5) konfigurert til å føres gjennom borehullet (2);
en første senderelektrode (11) anbrakt på bærerinnretningen (5) og konfigurert for å injisere elektrisk strøm (f) inn i undergrunnen (4);
en første måleelektrode (13) anbrakt på bærerinnretningen (5) og konfigurert til å motta elektrisk strøm fra undergrunnen (4) for måling på grunn av den elektriske injeksjonen for å estimere egenskapen til undergrunn (4);
en første måleføler (26) koplet til den første måleelektrode (13) og konfigurert for å måle elektrisk strømamplitude og fase av den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode (13);
en regulator (29) koplet til den første måleføler (26) og konfigurert for å bestemme en faseforskjell mellom injisert elektrisk strøm og mottatt elektrisk strøm og estimere egenskapen ved å benytte målt elektrisk strøm som er i fase med den injiserte elektriske strøm; og
k a r a k t e r i s e r t v e d en første motkoplerforsterker (21) koplet til den første måleelektrode (13) og konfigurert for å injisere en elektrisk strøm inn i den første måleelektrode (13) basert på den bestemte faseforskjell for å skape null faseforskjell mellom den elektriske strøm injisert ved den første senderelektrode (11) og den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode (13) i henhold til en reguleringsalgoritme implementert av regulatoren (29), hvori reguleringsalgoritmen bestemmer om en faseforskjell eksisterer mellom den målte strøm og den sendte strøm og bestemmer størrelsen og fortegnet på faseforskjellen hvis faseforskjellen er ulik null.
2. Anordning ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter en spenningskilde (20) koplet til den første senderelektrode (11) og konfigurert for å påføre spenning ved en frekvens til den første senderelektrode (11) for å injisere den elektriske strøm inn i undergrunnen (4).
3. Anordning ifølge krav 2,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter en første senderføler (25) koplet til den første senderelektrode (11) og til regulatoren (29) og konfigurert for å detektere en fase av den elektriske strøm injisert av den første senderelektrode (11).
4. Anordning ifølge krav 3,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t regulatoren (29) er koplet til den første måleføler (26), den første sendersensor (25), og den første motkoplerforsterker (21) og konfigurert for å motta den målte elektriske strømfase og den injiserte elektriske strømfase og avgi et signal til den første motkoplerforsterker (21) for at den målte elektriske strømfase skal være vesentlig lik med den injiserte elektriske strømfase.
5. Anordning ifølge krav 4,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t regulatoren (29) er konfigurert for å implementere adaptiv regulering.
6. Anordning ifølge krav 4,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t regulatoren (29) omfatter et Kalman-filter for å overvinne støy i strømmålinger og for å beregne et mer nøyaktig reguleringssignal enn uten Kalman-filteret.
7. Anordning ifølge krav 4,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter en andre måleelektrode (14) koplet til den andre motkoplerforsterker (22) og en andre måleføler (27), hvori den andre måleelektrode (14) og den andre måleføler (27) er konfigurert for å måle elektrisk strøm for å beregne egenskapen av undergrunnen (4) og den andre motkoplerforsterker (22) er konfigurert for å injisere elektrisk strøm inn i den andre måleelektrode (14), for å skape null faseforskjell mellom strøm injisert av den første senderelektrode (11) og strøm mottatt av den andre måleelektrode (13).
8. Anordning ifølge krav 7,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter en andre senderelektrode (12) konfigurert for å injisere elektrisk strøm inn i undergrunnen (4) og å fokusere målt elektrisk strøm inn i undergrunnen i sammenheng med den første senderelektroden (11).
9. Anordning ifølge krav 8,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter en tredje motkoplerforsterker (23) koplet til den første senderelektrode (11) og en fjerde motkoplerforsterker (24) koplet til den andre senderelektrode (12) og konfigurert for å injisere elektrisk strøm for å skape null faseforskjell mellom strøm injisert av minst en av de første og andre senderelektroder (11, 12) og strøm mottatt av minst en av de første og andre måleelektroder (13, 14).
10. Anordning ifølge krav 9,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den første måleelektrode (13) er anbrakt en første måleavstand fra en ledende sone i undergrunnen (4) og den andre måleelektrode (14) er anbrakt i en andre måleavstand fra den ledende sone, den første avstanden er forskjellig fra den andre avstand.
11. Anordning ifølge krav 10,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den første senderelektrode (11) og den andre senderelektrode (12) omfatter tre eller flere senderelektroder.
12. Anordning ifølge krav 10,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den første måleelektrode (13) og den andre måleelektrode (14) omfatter tre eller flere måleelektroder.
13. Anordning ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t borehullet (2) er fylt med oljebasert boreslam.
14. Anordning ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t egenskapen er motstand eller dens inverse ledningsevne.
15. Anordning ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t egenskapen er en grense mellom lag i undergrunnen (4).
16. Anordning ifølge krav 1,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t bærerinnretningen (5) omfatter i det minste en av en wireline, en slickline, en borestreng og spiralrør.
17. Fremgangsmåte for å estimere en egenskap ved en undergrunn (4) som penetreres av et borehull (2),
k a r a k t e r i s e r t v e d a t fremgangsmåten omfatter:
å føre en bærerinnretning (5) gjennom borehullet (2);
å injisere elektrisk strøm inn i undergrunnen (4) ved å benytte en første senderelektrode (11) anbrakt på bærerinnretningen (5);
å motta elektrisk strøm fra undergrunnen (4) med en første måleelektrode (13) anbrakt på bærerinnretningen (5) på grunn av injiseringen;
å måle elektrisk strømamplitude og fase av den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode (13) ved å benytte en første måleføler (26);
å bestemme en faseforskjell mellom den injiserte elektriske strøm og den mottatte elektriske strøm ved å benytte en regulator (29);
å injisere elektrisk strøm inn i den første måleelektrode (13) basert på faseforskjellen bestemt av regulatoren (29) ved å benytte en første motkoplerforsterker (21) for å skape null faseforskjell mellom den elektriske strøm injisert ved den første senderelektrode (11) og den elektriske strøm mottatt av den første målelektrode (13) i henhold til en reguleringsalgoritme implementert av regulatoren (29), hvori reguleringsalgoritmen bestemmer om en faseforskjell eksisterer mellom den målte strøm og den sendte strøm og bestemmer størrelsen og fortegnet av faseforskjellen er ulik null; og
å måle mottatt elektrisk strøm vesentlig i fase med injisert elektrisk strøm ved å benytte en første måleføler (26) koplet til den første måleelektrode (13) for å beregne egenskapen.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 17,
k a r a k t e r i s e r t v e d a t den videre omfatter å injisere en elektrisk strøm inn i en andre måleelektrode (14) ved å benytte en andre motkoplerforsterker (22) koplet til den andre måleelektrode (14) for å skape null faseforskjell mellom strøm injisert av den første senderelektrode (13) og strøm mottatt av den andre måleelektrode (14) og å måle den i fase elektriske strøm mottatt av den andre måleelektrode (14) for å beregne egenskapen.
19. Ikke-transitorisk datamaskinlesbart medium som omfatter datamaskineksekverbare instruksjoner for å estimere en egenskap ved en undergrunn (4) ved å implementere en framgangsmåte som omfatter:
å injisere elektrisk strøm inn i undergrunnen (4) ved å benytte en første senderelektrode (11);
å motta elektrisk strøm for undergrunnen (4) ved å benytte en første måleelektrode (13) på grunn av injiseringen;
å måle elektrisk strømamplitude og fase av den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode (13) ved å benytte en første måleføler (26);
å bestemme en faseforskjell mellom den injiserte elektriske strøm og den mottatte elektriske strøm ved å benytte en regulator (29);
å injisere elektrisk strøm inn i den første måleelektrode (13) ved en første motkoplerforsterker (21) basert på faseforskjellen bestemt av regulatoren (29) for å skape null faseforskjell mellom den elektriske strøm injisert ved den første senderelektrode (11) og den elektriske strøm mottatt av den første måleelektrode (13) i henhold til en reguleringsalgoritme implementert av regulatoren (29), hvori reguleringsalgoritmen bestemmer om en faseforskjell eksisterer mellom den målte strøm og den sendte strøm og bestemmer størrelsen og fortegnet av faseforskjellen hvis faseforskjellen er ulik null;
å måle mottatt elektrisk strøm vesentlig i fase med injisert elektrisk strøm ved å benytte en første måleføler (26) koplet til den første måleelektrode (13) for å estimere egenskapen.
NO20131018A 2011-03-31 2012-03-30 Måling av spesifikk elektrisk motstand i undergrunnssoner ved hjelp av faseregulert strøm NO345892B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161469939P 2011-03-31 2011-03-31
PCT/US2012/031421 WO2012135606A2 (en) 2011-03-31 2012-03-30 Formation resistivity measurements using phase controlled currents

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20131018A1 NO20131018A1 (no) 2013-08-13
NO345892B1 true NO345892B1 (no) 2021-09-27

Family

ID=46932366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20131018A NO345892B1 (no) 2011-03-31 2012-03-30 Måling av spesifikk elektrisk motstand i undergrunnssoner ved hjelp av faseregulert strøm

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9223047B2 (no)
BR (1) BR112013023215B1 (no)
CA (1) CA2827219C (no)
GB (1) GB2503850B (no)
NO (1) NO345892B1 (no)
WO (1) WO2012135606A2 (no)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080224706A1 (en) * 2006-11-13 2008-09-18 Baker Hughes Incorporated Use of Electrodes and Multi-Frequency Focusing to Correct Eccentricity and Misalignment Effects on Transversal Induction Measurements
US20170254194A1 (en) * 2016-03-07 2017-09-07 Baker Hughes Incorporated Deformable downhole structures including electrically conductive elements, and methods of using such structures

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3579098A (en) * 1968-10-24 1971-05-18 Dresser Ind Method and combination well-logging apparatus for conducting both deep and shallow investigation of the formations surrounding a borehole
US4019125A (en) * 1975-10-17 1977-04-19 Dresser Industries, Inc. Well logging pad devices having selective differential relief
US20050068036A1 (en) * 2003-07-08 2005-03-31 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for wireline imaging in nonconductive muds
US20090072833A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-19 Baker Hughes Incorporated Resistivity Imaging Using Phase Sensitive Detection with a Floating Reference Signal

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4837518A (en) 1987-08-18 1989-06-06 Atlantic Richfield Company Method and apparatus for measuring the electrical resistivity of geologic formations through metal drill pipe or casing
US5056067A (en) 1990-11-27 1991-10-08 Teleco Oilfield Services Inc. Analog circuit for controlling acoustic transducer arrays
US5869968A (en) 1994-03-11 1999-02-09 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for avoiding mutual coupling between receivers in measurement while drilling
GB9521171D0 (en) 1995-10-17 1995-12-20 Millar John W A Detection method
US6459263B2 (en) 2000-02-08 2002-10-01 Baker Hughes Incorporated Nuclear magnetic resonance measurements in well logging using motion triggered pulsing
US6714014B2 (en) * 2001-04-18 2004-03-30 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for wellbore resistivity imaging using capacitive coupling
AR037955A1 (es) 2001-12-20 2004-12-22 Halliburton Energy Serv Inc Sistema y metodo para medir la resistividad a traves de la envoltura
DE60218017T2 (de) 2002-04-17 2007-12-13 Schlumberger Technology B.V. Phasendiskrimination für mikroelektrische Vermessung in einer nichtleitfähigen Flüssigkeit
US6822455B2 (en) 2002-09-09 2004-11-23 Ultima Labs, Inc. Multiple transmitter and receiver well logging system and method to compensate for response symmetry and borehole rugosity effects
GB0301980D0 (en) 2003-01-28 2003-02-26 Natural Environment Res Systems and methods for resistivity measurement
US7073609B2 (en) 2003-09-29 2006-07-11 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods for imaging wells drilled with oil-based muds
US7536262B2 (en) * 2004-06-01 2009-05-19 Exxonmobil Upstream Research Company Kalman filter approach to processing electromagnetic data
JP4619822B2 (ja) * 2005-03-03 2011-01-26 株式会社リコー スイッチングレギュレータ及びその電圧制御方法
US7747387B2 (en) 2006-08-09 2010-06-29 Baker Hughes Incorporated Providing increased number of measurements and deeper depth of investigation from existing resistivity tool hardware
US7896073B2 (en) 2008-06-10 2011-03-01 Baker Hughes Incorporated Apparatus for formation resistivity imaging in wells with oil-based drilling fluids

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3579098A (en) * 1968-10-24 1971-05-18 Dresser Ind Method and combination well-logging apparatus for conducting both deep and shallow investigation of the formations surrounding a borehole
US4019125A (en) * 1975-10-17 1977-04-19 Dresser Industries, Inc. Well logging pad devices having selective differential relief
US20050068036A1 (en) * 2003-07-08 2005-03-31 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for wireline imaging in nonconductive muds
US20090072833A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-19 Baker Hughes Incorporated Resistivity Imaging Using Phase Sensitive Detection with a Floating Reference Signal

Also Published As

Publication number Publication date
US20130027045A1 (en) 2013-01-31
GB2503850B (en) 2016-09-07
NO20131018A1 (no) 2013-08-13
CA2827219C (en) 2016-06-28
WO2012135606A2 (en) 2012-10-04
BR112013023215B1 (pt) 2021-05-04
US9223047B2 (en) 2015-12-29
WO2012135606A3 (en) 2012-12-27
CA2827219A1 (en) 2012-10-04
GB201318739D0 (en) 2013-12-04
BR112013023215A2 (pt) 2016-12-20
GB2503850A (en) 2014-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10031254B2 (en) Electrode-based tool measurement corrections based on leakage currents estimated using a predetermined internal impedance model or table
US10359535B2 (en) Electrode-based tool measurement corrections based on measured leakage currents
EP2368141A1 (en) Electromagnetic survey using metallic well casings as electrodes
US8614579B2 (en) Active standoff compensation in measurements with oil-based mud resistivity imaging devices
CN110770412B (zh) 在具有不同时钟系统的天线之间使信号同步的方法
US8965704B2 (en) Apparatus and method for formation resistivity measurements in oil-based mud using a floating reference signal
EP2677116B1 (en) Method and apparatus to detect an oil/water contact
NO20140924A1 (no) Apparat og fremgangsmåte for dyptransient-motstandsmåling
US20140000910A1 (en) Apparatus with rigid support and related methods
US8400158B2 (en) Imaging in oil-based mud by synchronizing phases of currents injected into a formation
US20140216818A1 (en) Interferometric processing to detect subterranean geological boundaries
NO345892B1 (no) Måling av spesifikk elektrisk motstand i undergrunnssoner ved hjelp av faseregulert strøm
US20130063149A1 (en) Reducing fluid capacitance and conductance effects on piezoelectric resonator measurements
NO20110278A1 (no) Prosessering av asimutale resistivitetsdata i en resistivitetsgradient
NO346740B1 (en) Method and apparatus for deep transient resistivity measurement while drilling
NO20131017A1 (no) Måling av spesifikk elektrisk motstand i undergrunnssoner ved hjelp av regulerte moduser
NO348153B1 (en) Identifying antenna system parameter changes

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: BAKER HUGHES HOLDINGS LLC, US