NO346654B1

NO346654B1 - Apparat og fremgangsmåte for dyptransient måling av egenskaper ved undergrunnen

Info

Publication number: NO346654B1
Application number: NO20140924A
Authority: NO
Inventors: Arcady Reiderman
Original assignee: Baker Hughes Holdings Llc
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2022-11-14
Also published as: US9075164B2; GB2516800B; US20130297214A1; WO2013165807A1; BR112014021195B1; GB2516800A; GB201421384D0; BR112014021195A8; NO20140924A1

Description

KRYSSREFERANSE TIL RELATERTE SØKNADER

[0001] Denne søknaden krever fordelen av US søknad nr.13/461870, innlevert 2. mai 2012, som er innlemmet heri med referanse i sin helhet.

BAKGRUNN

[0002] Geologiske undergrunnssoner under overflaten av jorden kan inneholde reservoarer av olje og gass, som utvinnes ved boring av én eller flere borehull inn i underoverflaten av jorden. Borehullene er også benyttet for å måle forskjellige egenskaper i borehullene og de omgivende underoverflate-undergrunnssoner.

[0003] Dyptransientlogging samtidig med boring (LWD), spesielt "se-fremover" -egenskaper, har vist å ha et stort potensiale ved undergrunnssoneevaluering og måling, slik som å forutsi overtrykksoner, detektere forkastninger foran en borkrone i horisontale brønner og å profilere saltstrukturer. Disse anvendelser krever typisk dybde av undersøkelse (DOI) -områder på omkring 5-50 m. En utfordring som oppstår under dyptransient LWD-operasjoner er genereringen av et parasittisk (sekundær) signal på grunn av ledende borevektrør eller andre brønnkomponenter.

[0004] En varietet av teknikker har blitt foreslått for å redusere dette signal i ervervet data. Eksemplifiserende teknikker innbefatter å benytte ferritt- og kopperskjerming, å benytte referansesignal for kalibreringsformål og å benytte asymptotisk oppførsel av det ledende vektrørs tidsreaksjon for å filtrere ut vektrørsignalet.

[0005] I tilfellet med at mål-DOI er opp til 50 m, er det ledende vektrørsignal typisk mer enn to størrelsesordner større enn undergrunnssonesignalet selv hvis ferrittog kopper-skjermer er benyttet. Derfor behøver ikke nøyaktigheten av utjevning og filtrering å være tilstrekkelig for å forenkle målinger.

[0006] US 2011012602 A1 omhandler et transient elektromagnetisk (TEM) signal som registreres i en undergrunnssone under vibrering av et loggeverktøy.

Samtidig utføres målingen med akselerometer. Akselerometermålingene brukes til å korrigere TEM-signalet for vibrasjon ved hjelp av akselerometermålingene og en overføringsfunksjon relatert til TEM-signalet og akselerometeret.

Overføringsfunksjonen kan bestemmes ved hjelp av målinger i en vanntank eller ved bruk av halen på TEM-målingene.

[0007] US 20092370842 A1 omhandler en sender på en bunnhullsenhet (BHA) som brukes til å generere et forbigående elektromagnetisk signal i en undergrunnssone. Et par mottakere på BAH mottar signalet som indikerer undergrunnssoneresistivitet og avstand til lag-grenser. En tidsavhengig kalibreringsfaktor eller tidsuavhengig kalibreringsfaktor kan brukes til å kombinere de to mottatte signalene og estimere avstanden til lag-grensene som ikke påvirkes av det boreledende legemet.

[0008] US 6218842 B1 omhandler et resistivitetsverktøy for bruk i et LWD-system som omfatter et asymmetrisk senderdesign med flere sendere som er i stand til å generere EM-signaler ved flere frekvenser. Et par mottakere er plassert i den ene enden av senderenheten for å oppdage EM-signalene etter at de har krysset regionen i nærheten av borehullet.

SAMMENFATNING

[0009] En fremgangsmåte for prosessering av elektromagnetisk signaldata innbefatter: anbringelse av et brønnverktøy i et borehull i en undergrunnssone, brønnverktøy innbefatter en ledende bærer, en sender, en første mottaker anbrakt ved en første aksial distanse fra senderen, og en andre mottaker anbrakt ved en andre aksial distanse fra senderen som er mindre enn den første aksiale distanse; å utføre en brønnelektromagnetisk operasjon, operasjonen innbefatter å sende et elektromagnetisk (EM) signal fra senderen inn i undergrunnssonen og å detektere et første EM responssignal ved den første mottaker og et andre EM responssignal ved den andre mottaker; påføring av en lineær transformasjon til det andre EM responssignalet for å generere et transformert signal, den lineære transformasjon har parametere forbundet med et sett av data svarende til et signal som representerer den ledende bærer; og subtrahering av det transformerte signalet fra det første EM responssignal for å generere et korrigert EM signal.

[0010] Et apparat for å produsere elektromagnetisk signaldata innbefatter: et brønnverktøy konfigurert for å anbringes i et borehull eller undergrunnssone, brønnverktøy innbefatter en ledende bærer, en sender, en første mottaker anbrakt ved den første aksiale distanse fra senderen, og en annen mottaker anbrakt ved den andre aksiale distanse fra senderen som er mindre enn den første aksiale distanse; og en prosessor konfigurert for å utføre: å motta et første elektromagnetisk EM responssignal fra den første mottaker og et andre EM responssignal fra den andre mottaker i samsvar med et EM signal sendt i undergrunnssonen fra senderen; påføring av en lineær transformasjon til det andre EM responssignalet for å generere et transformert signal, den lineære transformasjon har parametere forbundet med et sett av data svarende til et signal som representerer den ledende bærer; og subtrahering av det transformerte signal fra det første EM responssignalet for å generere et korrigert EM signal.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0011] De følgende beskrivelser skal ikke anses på noen måte som begrensende. Med referanse til de vedføyde tegningene, er like elementer nummerert likt.

[0012] Fig.1 viser en eksemplifiserende utførelse av en boring, undergrunnssoneevaluering og/eller produksjonssystem;

[0013] Fig.2 viser en eksemplifiserende utførelse av et brønnverktøy;

[0014] Fig.3 viser en struktur som representerer en eksemplifiserende konfigurasjon av brønnverktøyet i fig.2 i en undergrunnssone;

[0015] Fig.4 viser eksemplifiserende transiente elektromagnetiske responser oppnådd i tilstedeværelsen av et typisk ledende rør;

[0016] Fig.5 er et flytdiagram som tilveiebringer en eksemplifiserende fremgangsmåte for prosessering av elektromagnetiske signaldata og/eller måling av undergrunnssoneegenskaper;

[0017] Fig.6 viser en modell som innbefatter tid-domenesignaler fra en første og andre mottaker basert på et ledende vektrør med ingen omgivende ledende medier;

[0018] Fig.7 viser rester av et vektrørsignal etter signaleliminering fra et første mottakersignal i fig.6 ved å benytte en impuls-responsproduksjon;

[0019] Fig.8 viser korrigerte elektromagnetiske signaldata; og

[0020] Fig.9 viser signaldata i fig.8 over et tidsintervall av interesse.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0021] Apparater og fremgangsmåter er fremskaffet for å redusere og/eller eliminere parasittisk signaldata på grunn av brønnkomponenter (f.eks. ledende vektrør, borehullstrenger eller verktøykomponenter (fra elektromagnetisk (EM) måledata. I en utførelse, er apparatet for fremgangsmåten beskrevet heri benyttet med transiente EM-operasjoner, slik som ultradyp motstandsmåling under boring. En eksemplifiserende fremgangsmåte er basert på å erverve EM-signalet fra i det minste en første og en andre EM-mottaker som er aksialt atskilt nede i hullet i forhold til en EM-sender. I en utførelse er første EM-signal generert fra den første mottaker og det andre EM-signal er generert fra den andre mottaker lokalisert nærmere til senderen. Den andre mottaker er kombinert med en koeffisient eller funksjon for å generere et transformert signal, som kan subtraheres (trekkes fra) fra den det første EM-signal for å generere et korrigert EM-signal som er fri (i det minste vesentlig fri) for det parasittiske signal.

[0022] I en utførelse, er en lineær transformasjon av det andre signalet utført med parametre som er justert basert på erverving av et sett av data som representerer i det minste vesentlig kun vektrørsignalet. For eksempel, er den lineære transformasjon en konvolusjon av det andre EM-signal med en impulsresponsfunksjon som har to parametre. Det transformerte signal er subtrahert fra det første signal for å generere et EM-signal som har i det minste vesentlig alt av påvirkning fra den ledende komponent fjernet, uten å kreve data-ekstrapolering.

[0023] Med referanse til fig.1, innbefatter en eksemplifiserende utførelse av en brønnboring, logging og/eller produksjonssystem 10 en borehullstreng 12 som er vist anbrakt i en brønnboring eller borehull 14 som penetrerer i det minste én undergrunnssone 16 under en boring eller annen brønnoperasjon. Som beskrevet heri, viser "borehull" eller "brønnboring" til et enkelt hull som utgjør hele eller del av en boret brønn. Som beskrevet heri, viser "undergrunnssoner" til forskjellige elementer og materialer som kan påtreffes i et underoverflatemiljø og rundt borehullet.

[0024] En overflatestruktur 18 innbefatter forskjellige komponenter slik som et brønnhode, boretårn og/eller rotasjonsbord eller opplagring av borestrengen, senking av strengseksjoner eller andre brønnkomponenter. I en utførelse, er borehullstrengen 12 en borestreng som innbefatter én eller flere borerørseksjoner som strekker seg nedover inn i borehullet 14, og er forbundet til en boresammenstilling 20. I en utførelse, innbefatter system 10 et antall av brønnhullsverktøy 24 for forskjellige prosesser som innbefatter undergrunnssoneboring geostyring og undergrunnssoneevaluering (FE) for måling i forhold til dybde og/eller tid av én eller flere fysiske mengder eller rundt et borehull. Verktøyet 24 kan være innbefattet i eller legemliggjort som en bunnhullssammenstilling (BHA), borestrengkomponent eller annen passende bærer. En "bærer" som beskrevet heri, betyr enhver anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, medier og/eller del som kan benyttes for å transportere, romme, opplagre eller på annen måte tilrettelegge for bruken av en annen anordning, anordningskomponent, kombinasjon av anordninger, medier og/eller del.

Eksemplifiserende ikke-begrensende bærere innbefatter borestrenger av kveilrørstypen, av skjøterørtype og enhver kombinasjon eller deler derav. Andre bærereksempler innbefatter fôringsrør, vaierledninger, vaierledningssonder, glattvaiersonder, slippkuler, brønnoverganger; bunnhullssammenstillinger og borestrenger.

[0025] Verktøyet 24, BHA'n 22 eller andre deler av borehullstrengen 12 innbefatter sensoranordningen konfigurert for å måle forskjellige parametere av undergrunnssoneen og/eller borehullet. I en utførelse innbefatter sensoranordningene én eller flere sender og mottakere konfigurert for å sende og motta elektromagnetiske signaler for måling av undergrunnssoneegenskaper slik som sammensetning, motstand og permeabilitet. En eksemplifiserende målingsteknikk er en transient EM-teknikk.

[0026] I en utførelse, innbefatter verktøyet 24, BHA'n 22 og/eller sensoranordningene og/eller er konfigurert for å kommunisere med en prosessor for å motta, måle og/eller beregne retning og andre karakteristikker for brønnpulskomponentene, borehull og/eller undergrunnssone. For eksempel, er verktøyet 24 utstyrt med sendeutstyr for å kommunisere med en prosessor slik som en brønnprosessor 26 eller overflateprosesseringsenhet 28. Et slikt sende (overførings) -utstyr kan ha enhver ønsket form, og forskjellige sendemedier og forbindelser kan benyttes. Eksempler på forbindelser innbefatter kablet, fiberoptisk, akustisk, kabelfrie forbindelser og slampulstelemetri.

[0027] Prosessoren kan være konfigurert for å motta data fra verktøyet 24 og/eller behandle data for å generere undergrunnssoneparameter-informasjon. I en utførelse, er overflateprosesseringsenheten 28 konfigurert som en overflateborestyringsenhet som styrer forskjellige boreparametre slik som rotasjonshastighet, vekt-på-borkrone, borefluidstrømnings-parametre og andre.

[0028] I en utførelse er verktøyet 24 konfigurert som et brønnloggeverktøy. Som beskrevet heri, viser "logging" til det å ta undergrunnssone-egenskapsmålinger. Eksempler på loggeprosesser innbefatter måling-under-boring (MWD) og loggingunder-boring (LWD) prosesser, under hvilke målinger av egenskaper av undergrunnssonene og/eller borehullet er tatt nede i hullet under eller kort etter boring. Data innhentet under disse prosesser kan overføres til overflaten, og kan også lagres med brønnverktøyet for senere gjenvinning. Andre eksempler innbefatter loggemålinger etter boring, vaierledningslogging, og slippkulelogging.

[0029] Fig.2 illustrerer utførelse av brønnverktøyet 24. Brønnverktøyet 24 er anbrakt i en bærer slik som et hus 30. Huset er innlemmet som eller i en brønnkomponent slik som en borehullseksjon, et borerør eller et vektrør. Huset 30 og/eller annen komponent er typisk laget fra et ledende materiale slik som stål. Verktøyet 24 innbefatter en motstands-målingssammenstilling 32 som innbefatter i det minste en elektromagnetisk (EM) kilde og flere EM-mottakere. En EM-sender 34 (f.eks. en senderantenne eller spole) er konfigurert for å utstråle et elektrisk eller magnetisk felt inn i undergrunnssonen 16 og innbefatter en magnetisk feltrespons som er målte av én eller flere EM-mottakere 26 og 38 (f.eks. mottakerspoler). En elektrisk kilde 40, som kan være anbrakt nede i hullet eller ved denne overflatelokalisering, er konfigurert for å påføre elektrisk strøm til senderen 34.

[0030] I en utførelse, er målesammenstillingen 32 konfigurert for å utføre en induktiv transient EM-måleoperasjon. Kilden 40 anvender transiente pulser av strøm på senderen 34, som induserer strøm i undergrunnssonen 16. Strømmen genererer et magnetisk felt som er detektert ved hjelp av mottakerne 36 og 38.

[0031] Verktøyet 24 benytter elektromagnetiske målinger for å bestemme den elektriske ledningsevne for undergrunnssoner som omgir borehullet. Forskjellige typer av verktøy kan anvendes for å måle undergrunnssoner ved forskjellige "undersøkelsesdybder" eller DOI, som svarer til distanser fra verktøyet og/eller borehull i en retning perpendikulær til en akse av verktøyet og/eller borehullet (f.eks. Z-aksen i fig.2), referert heri til som "radiale distanser". Transiente EM-metoder er spesielt nyttig for ultradype undersøkelser (f.eks. radiale distanser på 10s til hundrer av meter fra verktøyet og/eller borehullet). Typisk, er spenning eller strømpulser som er eksitert i en sender, initierer utbredelsen av et fra senderen inn i den omgivende undergrunnssone. Ved forskjellige tidspunkter, ankommer informasjon ved målesensoren fra forskjellige undersøkelsesdybder. Spesielt, ved en tilstrekkelig senere tid, er det transiente elektromagnetiske felt sensitivt kun for fjerne undergrunnssonessoner og avhenger ikke av motstandsfordelingen i nærheten av senderen.

[0032] I en utførelse, er senderne og mottakerne anbrakt aksialt i forhold til hverandre. En "aksial" lokalisering viser til en lokalisering langs Z-aksen som strekker seg langs en lengde av verktøyet 24 og/eller borehullet 14. Den første mottaker 36 er posisjonert ved en valgt aksial distanse L1 fra senderen 34, og den andre mottaker 38 er posisjonert ve en kortere aksial distanse L2 fra senderen. For eksempel, er de første og andre distanser valgt til ha et spesifikt forhold, f.eks. L1 er to ganger den til L2.

[0033] I en utførelse, er mottakerne 36 og 38 identiske eller i det minste vesentlig identiske, slik at de vil måle det samme signal hvis mottakerne er anbrakt ved den samme aksiale og radiale lokalisering. For eksempel, har mottakerne 36 og 38 hver de samme (eller i det minste vesentlig de samme) konfigurasjonsparametere. Slike parametere innbefatter antallet og diameter av spoleviklinger, spolemateriale, det effektive areal, det magnetiske felt for spenningskonversasjonsfaktor og/eller spenningsoppnåelse.

[0034] Fig.3 viser en eksemplifiserende struktur som representerer en konfigurasjon av verktøyet 24 med undergrunnssonen 16. Strukturen innbefatter en første sone 42 vesentlig dannet av et metallvektrør, rør eller annen ledende bærer med ledningsevne σ1, et overlag 44 med en ledningsevne (konduktivitet) σ2, og et fjernt undergrunnssonelag 46 med en ledningsevne σ3. Den magnetiske permeabilitet av hele rommet er μ. Som illustrert, separerer grensen 48 metallbæreren fra overgangslaget og grensen 50 separerer områdene til overgangslaget og den fjerne undergrunnssone deler en felles Z-akse. Som målt fra Z-aksen, er radiusen til grense 48 merket som rmd, og radiusen til grense 50 er merket som rt1. Et elektromagnetisk felt er eksitert av senderstrømsløyfen 34 til radius rxt, og er målt av mottakere 36 og 38 til radius rxr.

[0035] Fig.4 viser eksemplifiserende transientresponser oppnådd i tilstedeværelsen av et typisk ledende rør. Konduktiviteten er σ=1,4*10<6>S/m. Kurver 51, 52 og 53 indikerer responser ved radiale distanser (perpendikulært til Z-aksen) av en 1, 2 og 4 meter henholdsvis til en fjern grense (f.eks. grense 204). Responskurve 54 representerer responsen til en fjern grense ved en uendelig distanse. Responskurven 54 er nærmest ubestemmelig fra og overlapper responskurver ved en distanse på 6, 8 og 10 meter. Fig.4 illustrerer det faktum at ved sene tidspunkter svarende til dyp undersøkelse, dominerer typisk det ledende rørsignal den transiente respons til jordens undergrunnssoner ved i det minste en størrelsesorden. Selv om ved å benytte andre fremgangsmåter for å fjerne hoveddelene av det ledende rørsignal (f.eks. modelleringsresultater for rørsignalet i luft, labmålinger av rørsignalet, ved å benytte utjevningsspole), forblir det en del av rørsignalet etterlatt på grunn av ustabilitet av rørsignalet forårsaket av boremiljøet. Årsakene til ustabiliteten kan være temperaturavhengighet av elektrisk konduktivitet for røret, forandrende effektiv distanse mellom senderen og mottakeren på grunn av bøyning av borerøret, forandring av effektivt tverrsnittsareal av mottakeren og senderen og andre. Ustabiliteten av rørsignalet kan produsere lavfrekvensstøy som er sammenlignbar eller som overskrider undergrunnssonesignalet spesielt ved senere tidspunkter.

[0036] Fig.5 illustrerer en fremgangsmåte 60 for måling av parametere for en undergrunnssone ved å benytte elektromagnetiske signalmålinger.

Fremgangsmåten innbefatter også behandling og/eller analysering av mottatte signaler for å redusere og/eller eliminere signalet svarende til ledende brønnkomponenter slik som vektrør eller borerør fra EM-data, slik som transient EM-data. Fremgangsmåten 60 innbefatter én eller flere trinn 61-65 beskrevet heri. Fremgangsmåten kan utføres kontinuerlig eller intermitterende som ønsket.

Fremgangsmåten er beskrevet heri i forbindelse med verktøyet 24, selv om fremgangsmåten kan utføres i forbindelse med et hvert antall og konfigurasjon av prosessorer, sensorer og verktøy. Fremgangsmåten kan utføres av én eller flere prosessorer eller andre anordninger som er i stand til å motta og behandle måledata. I en utførelse, innbefatter fremgangsmåten utøvelsen av alle trinn 61-65 i rekkefølgen som beskrevet. Imidlertid, kan visse trinn 61-65 utelates, trinn kan tilføres, eller rekkefølgen av trinnene kan forandres.

[0037] I det første trinn 61, er verktøyet 24 senket i borehullet. Verktøyet 24 kan senkes f.eks. under en boreoperasjon, LWD-operasjon eller via en vaierledning.

[0038] I det andre trinn 62, er strøm tilført senderen 34 og mottakerne 36 og 38 mottar signaler fra undergrunnssonen under et valgt tidsintervall. En elektrisk strøm er påført senderen 34, som sender en trinn-lignende bølgeform for et første magnetisk felt fra senderen 34 for å indusere en elektrisk strøm i undergrunnssonen som genererer et tilhørende andre magnetisk felt som er målt av mottakerne 36 og 38, som genererer henholdsvis et første mottakersignal (R1) og et andre mottakersignal (R2). Det skal bemerkes at hvert mottakersignal kan inneholde én eller flere signaler over én eller flere tidsintervaller.

[0039] I en utførelse, er mottakersignaldata oppnådd over en tid som overskrider en tidsperiode av interesse for undergrunnssonesignaler. Dette innbefatter et tidsintervall for t1 (den første tid av interesse for undergrunnssonesignaler) til t4 (slutten av et tidsintervall over hvilket borerørsignalet er dominerende). Et første tidsintervall {t1, t2} innbefatter et signal som reagerer på både undergrunnssoneegenskapen og på et borerør eller annen ledende komponent, og et andre tidsintervall tidsintervall {t3, t4} innbefatter et signal som er dominerende av eller reagerende nærmest fullstendig for borerøret. Det andre tidsintervallet kan bestemmes ved, f.eks. kalibrering av data tatt ved overflaten, tidligere målte data eller kjente intervaller.

[0040] I det tredje trinn 63, er en transformasjon påført det andre mottakelsessignal R2 for å generere et transformert signal. Det transformerte signal er så subtrahert fra det første mottakersignal R1 for å generere et korrigert signal som er fullstendig eller i det minste vesentlig fullstendig fri fra delen av det første signalet på grunn av de ledende borerør eller annen brønnkomponent.

[0041] I en utførelse, er det andre mottakersignal R2 transformert ved å multiplisere mottakersignalet R2 ved en eller annen koeffisient. Koeffisienten kan være en konstant basert på, f.eks. et forhold mellom distansen fra R1 til senderen (T) og distansen fra R2 til senderen T. Et eksemplifiserende forhold er

(R1-T)<3>/(R1-2)<3>, hvor R1-T er distansen fra R1 til T og R1-R2 der distansen fra R1 til R2.

[0042] I en utførelse, er transformasjonen en lineær transformasjon med parametere som er justert basert på å erverve et sett av data ved et sent tidsintervall {t3, t4} under hvilket det mottatte signal inneholder i det minste vesentlig ingen del, eller i det minste mindre enn en tolererbar systematisk feil, av undergrunnssonesignalet, og derfor representerer kun vektrørsignalet. Dette sene tidsintervall kan fastslås ved eksperimentering, tidligere måledata eller annen kunnskap som indikerer ved hvilken tid vektrørsignalet dominerer mottakersignalet.

[0043] I en utførelse, er den lineære transformasjon en konvulsjon med en impulsresponsfunksjon som har to eller flere parametere. En eksemplifiserende pulsresponsfunksjon er en funksjon med parametere som innbefatter et andre signal (R2) og en tidsverdi (eller flere tidsverdier som svarer til prøvepunkter) under et valgt tidsintervall. I en utførelse, er parameterne tatt fra de andre mottakerdata tatt ved de sene tidsintervall {t3, t4}.

[0044] Fig.6 viser en modell som innbefatter tid-domene-signaler R1 og R2 fra to mottakere 36 og 38 plassert på et ledende vektrør med et intet ledende media som omgir verktøyet 24. Modelleringen representert i fig.6 ble skapt for to mottakere som har en Z-akse-retning for sensitivitet. Mottakerne er atskilt med forskjellige lokaliseringer på Z-aksen i forhold til senderen; R1 som svarer til senderen 36 atskilt 10 m fra senderen 34, og R2 svarer til mottaker 38 atskilt 5 m fra senderen. Det sendermagnetiske dipolmoment var 50Am<2 >og det effektive areal til mottakerne var 10 m<2>. Modellresultatene representerer en initiell kalibreringstilstand hvor de to mottakere er benyttet for å nulle ut signalet fra vektrøret. Modellen er fremskaffet for å illustrere en derivasjon av impulsrespons-funksjonen og demonstrerer hvorledes konvolusjonen isolerer signalene fra vektrøret eller annen ledende komponent.

[0045] En impulsrespons <(ht) >i tidsdomenet er definert som:

hvor den første mottakerrespons R1(t ) i denne modell er definert som en konvolusjon av impulsresponsen h(t) og den andre mottakerrespons R2(t ). " τ" svarer til noe tidsforsinkelse. Den tilhørende ligning i frekvensdomenet (sdomenet) er:

hvor H(s) er Laplace-transformasjonen av impulsresponsen h(t).

[0043] Signalet i begge mottakere kan presenteres som

hvor T(s) er s-domenet-sendersignalet (magnetisk felt), og K1(s) og K2(s) er sender-mottaker-overføringsfunksjoner.

[0044] Så kan Laplace-formasjonen av h(t) representeres som:

og tilsvarende h(t) avhenger ikke av senderspektrumet og er derfor immun mot senderstøy og ustabilitet.

[0045] I en utførelse er impulsresponsen tilnærmet ved den funksjon h<*>(t) med et begrenset antall av parametere som er relativt lette å kontrollere. Et eksempel på denne funksjonen er:

hvor X = (x1;x2) er vektoren til parametere x1 og x2, og δ(t) er Diracdeltafunksjonen.

[0046] Under en måleprosess slik som en kalibrering med intet undergrunnssonesignal, er parametersektorene bestemt fra det følgende system av ligninger:

hvor

med a1i = R2(ti) og a2i =<representerer prøvetidene for >

tidsdomene-signalene, dvs., t1, t2, t3…

B er representert ved:

med b1i = R1(ti).

[0047] Fig.7 viser rester av vektrørsignalet etter signaleliminering ved å benytte impulsrespons 6, som viser at konvulsjon av impulsresponsen og det andre signal R2 gir et transformert signal som representerer vesentlig hele vektrørpartiet til det første mottakersignal R1. Den relative feil vist i fig.7 er definert som:

[0048] Ved å benytte impulsrespons-funksjonen beskrevet ovenfor, tilveiebringer den lineære kombinasjon av mottakersignalene, dvs. subtraksjon av det transformerte signal, et korrigert signal S(t) som er i det minste vesentlig fri for vektrørsignalet. Det korrigerte signal kan være representert ved:

I en utførelse, er det korrigerte signal ikke bare i det minste vesentlig fri fra vektrørsignalet, men det kompenserer også for forskjellige brønnforhold. Eksemplifiserende forhold innbefatter temperaturvirkninger på senderdipolen og bølgeformen og det effektive areal av mottakerspolene, sender-ustabilitet, mottakerelektronikktemperaturavvik og andre ustabiliteter forbundet med brønnmiljøet.

[0049] Igjen med referanse til fig.5, er i et valgfritt fjerde trinn 54, en kalibrering under boring utført. Dette kan utføres ved å benytte målinger i et hjelpesentidervervelsesintervall hvor undergrunnssonesignalet kan neglisjeres sammenlignet med det ledende vektrørsignal, f.eks. det sene tidsintervall {t3, t4}. Data i dette intervall er benyttet for å justere parametere til den lineære transformasjon, f.eks. parameterne x1 og x2 til impulsresponsfunksjonen h*(t).

[0050] I det femte trinn 55, er egenskaper til undergrunnssonen, slik som elektrisk ledningsevne for undergrunnssonen, beregnet basert på det produserte og korrigerte mottakssignal R1.

[0051] Fig.8-9 i illustrerer et eksempel på fordelen med å benytte transformasjonsparametre basert på data ervervet nede i hullet i forhold til data ervervet under en opphulls kalibrering. Fig.8-9 viser korrigerte data som påvirket av bøyningsustabilitet som bevirker 2% av et restvektrørsignal i et korrigert signal S(t). Figurer 8-9 innbefatter syntetiske data oppnådd for verktøykonfigurasjonen vist i fig.3. Undergrunnssonesignalet benyttet for modellen svarer til en homogen motstand på 10 Ohm · m. Datalinje 74 svarer til signalet S(t) beregnet i henhold til ligning 10 ved å benytte parametre til impulsresponsen bestemt under opphullskalibrering. Datalinje 76 representerer signalet S(t) beregnet i henhold til ligning 10 ved å benytte parametre til impulsresponsen bestemt under boring ved å løse ligning A · X = B, hvor:

med ti ∈ R2(t3,t4) -hjelpesentid-ervervelsesintervallet.

[0052] Det ideelle datalinje 78 representerer undergrunnssonesignalet beregnet for ekvivalente sende- og mottakerdipoler for et homogent ledende medium med resistivitet 10 Ohm · m. Dette signal kan betraktes som det sanne undergrunnssonesignal. Det kan ses fra figurene 8-9 at uten kalibreringen som benytter brønnoperasjonsdata, dominerer det gjenværende (rest) vektrørsignal på grunn av sin ustabilitet, det målte signal i tidsintervallet 10<-4 >- 10<-3 >s. Tidsintervallet på 10<-4 >- 10<-3 >s svarer typisk til en undersøkelsesdybde på omkring 60-100 fot, som er det viktigste område for ultradyp geostyring (innbefattende foran borkronen)-anvendelser.

[0053] Apparatene og fremgangsmåtene beskrevet heri sørger for forskjellige fordeler i forhold til kjent teknikk. Apparatene og fremgangsmåtene sørger for å fjerne effektene av vektrør uten å måtte kjenne til forandringene i vektrøret som skjer under brønnoperasjon. Slike forandringer innbefatter miljøforandringer (temperatur og trykk) så vel som fysiske forandringer slik som deformasjon og vibrasjon.

[0054] Generelt er noen av lærene heri redusert til en algoritme som er lagret på maskinlesbare medier. Algoritmen er implementert av en datamaskin og tilveiebringer operatører med ønsket utgang.

[0055] Systemene beskrevet heri kan være innbefattet i en datamaskin koplet til verktøyet 24. Eksemplifiserende komponenter innbefatter, uten begrensning, i det minste en prosessor, lager, hukommelse, inngangsanordninger, utgangsanordninger og lignende. Da disse komponenter er kjent for de som er faglært på området, er disse ikke vist i detalj heri. Datamaskinen kan være anbrakt i i det minste én av en overflatebehandlingsenhet og en brønnkomponent.

[0056] Som bakgrunn for lærene heri, kan forskjellige analyser og/eller analytiske komponenter benyttes, innbefattende digitale og/eller analoge systemer. Systemet kan ha komponenter slik som en prosessor, lagringsmedier, hukommelse, inngang, utgang, kommunikasjonsforbindelser (kablet, kabelløs, pulset slam, optisk eller andre), benytte grensesnitt, programvare-programmer, signalprosessorer (digital eller analog) og andre slike komponenter (slik som motstander, kondensatorer, induktorer og andre) for å sørge for operasjon og analyse av apparatene og fremgangsmåtene som omtalt heri i enhver av mange måter som er velkjente innen fagområdet. Det anses at disse omtaler kan være, men behøver ikke å være, implementert i forbindelse med et sett av datamaskinutførbare instruksjoner lagret på et datamaskinlesbart medium, innbefattende hukommelse (ROM'er, RAM'er), optiske (CD-ROM'er), eller magnetisk (disker, harddisker), eller enhver annen type som når utøvet bevirker at en datamaskin implementerer fremgangsmåten til den foreliggende oppfinnelse. Disse instruksjoner kan sørge for utstyrsoperasjon, styring, datainnsamling og analyser og andre funksjoner som anses relevant for en systemdesigner, eier, bruker eller annet slikt personell, i tillegg til funksjoner beskrevet i denne omtale.

[0057] Idet oppfinnelsen har blitt beskrevet med referanse til eksemplifiserende utførelser, skal det forstås av de som er faglært på området at forskjellige forandringer kan gjøres og ekvivalenter kan erstattes for elementer derav uten å avvike fra omfanget av oppfinnelsen. I tillegg, vil mange modifikasjoner forstås av de som er faglært innen området for å tilpasse et spesielt instrument, situasjon eller materiale til lærene i oppfinnelsen uten å avvike fra det vesentlige omfang derav. Intensjonen er derfor at oppfinnelse ikke er begrenset til den spesielle omtalte utførelse som den beste utførelsesform overveid for å utføre denne oppfinnelse, men at oppfinnelsen vil innbefatte alle utførelser som faller innen omfanget av de vedføyde kravene.

Claims

PATENTKRAV

1. Fremgangsmåte for å behandle elektromagnetisk signaldata,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t fremgangsmåten omfatter:

å anbringe et brønnverktøy (24) i et borehull (14) i en undergrunnssone (16), brønnverktøyet (24) innbefatter en ledende bærer (30), en sender (34), en første mottaker (36) anbrakt ved en første aksial distanse (L1) fra senderen (34), og en andre mottaker (38) anbrakt ved en andre aksial distanse (L2) fra senderen (34) som er mindre enn den første aksiale distanse (L1);

å utføre en brønnelektromagnetisk operasjon, operasjonen innbefatter å overføre et elektromagnetisk (EM) signal fra senderen (34) inn i undergrunnssonen (16) og å detektere et første EM responssignal ved den første mottaker (36) og et andre EM-responssignal ved den andre mottaker (38);

å påføre en lineær transformasjon til det andre EM responssignal for å generere et transformert signal, den lineære transformasjon har parameter forbundet med et sett av data forbundet med et signal som representerer den ledende bærer (30); og

å subtrahere det transformerte signal fra det første EM responssignal for å generere et korrigert EM-signal.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t parameterne er bestemt basert på data ervervet under brønnoperasjonen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t detektering utføres over en tidsperiode som innbefatter en tidsperiode av interesse fra hvilken undergrunnssoneegenskaper er avledet, og en påførlgende tidsperiode, og parameterne bestemmes basert på data ervervet under den påfølgende tidsperiode.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den påfølgende tidsperiode er en periode under hvilken mottatte signaler er kjent å være dominert ved magnetiske felt generert av den ledende bærer (30).

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t påføring av den lineære transformasjon innbefatter konvulering av det andre signal med en impulsrespons.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t impulsresponsen innbefatter parametre bestemt basert på data ervervet under brønnoperasjonen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t detektering utføres over et tidsperiode som innbefatter en tidsperiode av interesse fra hvilken undergrunnsoneegenskaper utledes, og en påfølgende tidsperiode under hvilken mottatte signaler er kjent å være dominert av magnetiske felter generert ved den ledende bærer (30), og parameterne bestemmes basert på den andre EM repons og prøvetidene til de andre EM responser under den påfølgende tidsperiode.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 5,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t impulsresponsen tilnærmes som:

hvor x1 og x2 parametere til funksjonen h*(t) og δ(t) er Dirac-deltafunksjonen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t parameterne x1 og x2 er representert som en parametersvektor X = (x1;x2), og parametersvektoren bestemmes fra å løse den følgende system av ligninger:

A ·X = B,

hvor A er representert ved:

a1i = R2(ti), a2i =<og t>i <representerer prøvetider for tidsdomene->

signalene, og

B er representert ved:

hvor b1i = R1(ti).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t påføring av den lineære transformasjon innbefatter å multiplisere det annet signal ved en koeffisient bestemt basert på et forhold av aksiale distanser for den første og andre mottaker (36, 38) i forhold til senderen (34).

11. Apparat for behandle elektromagnetisk signaldata,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t apparatet omfatter:

et brønnverktøy (24) konfigurert for å anbringes i et borehull (14) i en undergrunnssone (16), brønnverktøyet (24) innbefatter en ledende bærer (30), en sender (34), en første mottaker (36) anbrakt ved en første aksial distanse (L1) fra senderen (34), og en andre mottaker (38) anbrakt ved den andre aksiale distanse (L2) fra senderen (34) som er mindre enn den første aksiale distanse (L1); og en prosessor (26) konfigurert for å utføre:

å motta et første elektromagnetisk EM responssignal fra den første mottaker (36) og et andre EM responssignal fra den andre mottaker (38) i samsvar med et EM-signal overført inn i undergrunnssonen (16) fra senderen (34);

påføring av en lineær transformasjon til det andre EM responssignal for å generere et transformert signal, den lineære transformasjon har parametere forbundet med et sett av data forbundet med et signal som representerer den ledende bærer (30); og

subtrahering av det transformerte signal fra det første EM responssignal for å generere et korrigert EM-signal.

12. Apparat ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t parameterne er bestemt basert på data ervervet under brønnhulloperasjonen.

13. Apparat ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t detektering er utført over en tidsperiode som innbefatter en tidsperiode av interesse fra hvilken undergrunnssoneegenskaper er utledet, og en påfølgende tidsperiode, og parameterne er bestemt basert på data ervervet under den påfølgende tidsperiode.

14. Apparat ifølge krav 13,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t den påfølgende tidsperiode er en periode under hvilken mottatte signaler er kjent for å være dominert av magnetiske felt generert av den ledende bærer (30).

15. Apparat ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t påføring av den lineære transformasjon innbefatter konvulsjon av det andre signal med en impulsresponsfunksjon.

16. Apparat ifølge krav 15,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t impulsresponsen innbefatter parametere bestemt basert på data ervervet under brønnoperasjonen.

17. Apparat ifølge krav 16,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t detektering er utført over en tidsperiode som innbefatter en tidsperiode av interesse fra hvilken undergrunnssoneegenskaper er utledet, og en påfølgende tidsperiode under hvilken mottatte signaler er kjent for å være dominert av magnetiske felt generert av den ledende bærer (30), og parameterne er basert på den andre EM repons og prøvetider for de andre EM responser under den påfølgende tidsperiode.

18. Apparat ifølge krav 15,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t impulsresponsen er tilnærmet som:

hvori x1 og x2 er parametere for funksjonen h*(t) og δ(t) er Dirac-deltafunksjonen.

19. Apparat ifølge krav 18,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t parameterne x1 og x2 er representert som en parametersvektor X = (x1;x2), og parametervektoren er bestemt fra å løse det følgende system av ligninger:

A ·X = B, (7)

hvor A er representert ved:

a1i = R2(ti), a2i =<og t>i <representerer prøvetider for tidsdomene->

signalene, og

B er representert ved:

hvor b1i = R1(ti).

20. Apparat ifølge krav 11,

k a r a k t e r i s e r t v e d a t påføring av den lineære transformasjon innbefatter å multiplisere det andre signal med en koeffisient basert på et forhold av aksiale distanser for den første og andre mottaker (36, 38) i forhold til senderen (34).