NO851153L

NO851153L - Akustisk verktoey for maaling innvendig i f.eks. et borehull

Info

Publication number: NO851153L
Application number: NO851153A
Authority: NO
Inventors: Paul Frederick Rodney; James Robert Birchak
Original assignee: Nl Industries Inc
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-21
Publication date: 1985-10-01
Also published as: FR2562152A1; GB8504673D0; US4665511A; DE3511917A1; GB2156984B; JPS60219580A; GB2156984A; NL8500951A; BR8501428A; AU4046685A

Description

Oppfinnelsen angår et akkustisk verktøy for måling av refleksjonen i et borehull og nærmere bestemt et innvendig måle-instrument for bruk ved måling under boringen ved anvendelse av akkustiske pulser sendt i et borehull.

Det har lenge vært innsett at samling av data nede i et borehull i løpet av boreoperasjonen er svært viktig. Slik informasjon forbedrer virkningsgraden ved boreoperasjonen ved å tilveiebringe kritisk data angående forholdende nede i borehullet. Det er f.eks. ønskelig at et kontinuerlig opptegning av borehullsstørrelsen kan bli tilveiebragt slik at variasjonen av borehullsdiameteren som en funksjon av dybden kan bli opptegnet for analysering i forbindelse med operasjonen av olje-brønner o.l.

Akkustisk brønnlogging blir også anvendt ved geofysiske.og seismiske anordninger for å tilveiebringe undersøkelser av forskjellige formasjoner gått gjennom av borehull. Akkustiske hastighetsmålinger tilveiebringer dessuten verdifull informasjon angående steintypen og dens porøsitet i formasjonen som omgir borehullet. Den mest vanlig målte akkustiske parameteren innenfor brønnlogging har vært hastigheten til kompressjons-bølger. Hastigheten til skjærebølger og akkustisk impedans har også vært verdifull ved bestemmelse av både formasjons-karakteristikker og fluidumsomgivelsen.

Et uttal akkustiske loggesystemer for målinger nede i borehullet er tilgjengelig. En av de mest kritiske måleparameterne ved slike akkustiske loggesystemer er den akkustiske hastigheten i fluidumet gjennom hvilke i den akkustiske pulsen blir sendt. En høy grad av oppløsning ved tolkningen av pulsdata er kun mulig ved en nøyaktig kunnskap om den akkustiske hastigheten i målemediumet. En høy oppløsningsgrad er dessuten nødvendig for nøyaktig identifikasjon av de forskjellige forma-sjonsstratane så vel som andre kritiske borehullsparametere.

Mange tidligere forsøk for å tilveiebringe nøyaktig akkustisk loggeinstrumentering har påtruffet alvorlige problemer p.g.a. omgivelsene nede i borehullet. Boreoperasjonen nødvendiggjør f.eks. en strøm av boreslam under høyt trykk som blir pumpet ned gjennom sentral boring i borerøret ut gjennom åpningen i borekronen og tilbake til overflaten gjennom ringrommet mellom borerøret og sideveggene til borehullet. Slammet fjerner borekaks o.l. og kan gi mye informasjon om selve formasjonen. Et slikt fluidumssystem innbefatter et bredt spektrum ved boreslamtettheten og kjennetegner både langs borehullet så vel som i retning over borehullsringrommet.

Gass tilstede i borefluidumet har f.eks. en direkte påvirkning

på den akkustiske hastigheten og dersom gassen varierer med posisjonen av trykk i borehullet.

En tidligere teknikk for å bestemme akkustisk hastighet innbefatter sampling av boreslammet ved brønnhodet for målingen.

En slik måling kan imidlertid ikke nøyaktig ta hensyn til de forskjellige betingelsene i slammet nede i borehullet når den akkustiske målingen blir virkelig utført. Akkustisk pulsdata nede i borehullet blir generelt generert av akkustiske trans-duktorer anbragt i sideveggene til en underenhet fastgjort over en borekrone i borehullet. De akkustiske pulsene blir sendt fra underenheten til sideveggene av borehullet gjennom borefluidumet og dens refleksjonstid blir overvåket. Tilstedeværelsen av gass eller borekaks i fluidumet så vel som trykket nede i borehullet og turbulensen nede i borehullet har en direkte påvirkning av den akkustiske hastigheten og refleksjonsmålingene. Det mest vanlige stedet for måling av akkustisk hastighet er

ved bronnhodet i det passive fluidumssamlingsområdet hvor dynamisk turbulensforhold ned i borehullet ikke er tilstede. En gang mottatt fra borehullet er det dessuten mulig for boreslammet å generelt roe seg ned og/eller bli ført gjennom en utgassings-enhet før den samles og resirkuleres. Dette trinnet endrer også drastisk de akkustiske hastighetsparaneterne til borefluidumet fra dets gassholdige og turbulente forhold nede i borehullet og fører til en unøyaktighet ved tolkningen av den akkustiske: ref leks j onsmålingen nede i borehullet.

En tidligere kjent metode for å overvinne problemene med nøy- aktig datainnsamling ved måling under boringen er opptegning av akkustiske borehullsmålinger med et ledningslinjelogge-verktøy. Slike verktøy blir anvendt med borestrengen fjernet fra borehullet og boreslammet i en sedimentert tilstand.

En slik betingelse gir i seg selv en mer homogen konfigurasjon og tilstedværelsen av slamkaker og turbulens med hensyn til ikke homogene områder er generelt elliminert. En slik akkustisk innvendig loggeanordning er beskrevet og vist i U.S. patent nr. 3,835,953, hvor et ledningslinjeverktøy er anordnet for anbringelse i et borehull. En transduktorenhet genererer gjentagende en akkustisk puls når transduktorsystemet blir dreiet for å avsøke veggene til borehullet i en full sirkel. En avsøkning mellom 1 og 10 omdreininger pr. sekund kan bli tilveiebragt med selve verktøyet generelt sentrert inne i borehullet. Refleksjonene til akkustisk energi fra borehullsveggen er da fra et lite sentralisert området hvorved systemet kan være svært bestemt med hensyn til veggens karakter. Slik informasjon er naturligvis nyttig ved analysen av borehulls-konfigurasjon. En klar ulempe er imidlertid nødvendigheten av å trekke borestrengen ut fra borehullet for anbringelse av ledningslinjeverktøyet. Denne operasjonen tar både tid og er dyr ut fra boreoperasjonsstand..

Tidligere kjent måleteknikk på bakgrunn av ledningslinje-akkustiske parametere har tilveiebragt akkustisk hastighet ved et sted nede i borehullet, men den akkustiske banen over hvilke hastighetsmålingene blir utført er forskjellig fra banen over hvilke parameterne er målt. En akkustisk innvendig måling gjort over et borehullsringrom som stoler på akkustisk hastig-hetsdata tilveiebragt i en retning parallelt med borehullsaksen, hvil f.eks. ikke være nøyaktig p.g.a. ikke-lineæriteten til strømningsmønstret og strømningstetthetene over borehullet.

Det ville være en fordel å overvinne disse problemene ved tidligere kjente anordninger ved å tilveiebringe detaljerte akkustiske innvendige informasjoner til et borehull ved en måling, mens boringen foregår. Dette gir boreoperatøren umiddelbar reaksjon på kvaliteten av borehullet som blir boret og kan bli anvendt for å gripe inn på stedet. Denne metoden og anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et slikt system ved å anvende en rekke akkustiske sender/,' mottakere anbragt både i sideretningen og i lengderetningen på en boreunderenhet for bruk ved målingen, mens boringen foregår. De akkustiske sende/mottakere måler dessuten akkustisk hastighet for borefluidumet samtidig med målingen av avstanden ved samme sted i borehullet som det ønskete avstandsmålingen og langs en del av samme akkustiske bane som avstandsmålingen. Dette tilveiebringer akkustisk refleksjonsdata basert på en akkustisk hastighetsmåling og en avstandsmåling generert med en felles akkustisk puls. På denne måten er nøyaktigheten ved dataen mye høyere og mer pålitelig enn konvensjonell tidligere kjent teknikk.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåteanordning for

å utføre akkustiske målinger i borehull. Nærmere bestemt innbefatter et trekk ved oppfinnelsen et akkustisk innvendig verktøy for bruk ved en måling mens boringen foregår i et borehull av den typen som anvender i det minste en akkustisk sender/mottaker anbragt i en del av borestrengen. Den akkustiske sender/mottaker er tilpasset'for å generere en akkustisk puls og reflektere den pulsen til sideveggen av borehullet, for å bestemme tiden som den akkustiske pulsen krever for returfort-plantningen. En andre akkustisk mottaker er anbragt i lengderetningen til den første sender-mottaker ved en valgt avstand for å motta en del av den akkustiske pulsen, generert av sender-mottakeren. Pulsen avfølt av den andre mottakeren er bestemmende for den akkustiske hastigheten til borehullsfluidumet gjennom hvilke pulsen har blitt forplantet siden avstanden mellom den andre mottakeren og sender-mottakeren er kjent.

Et annet trekk ved oppfinnelsen innbefatter en anordning for

å måle refleksjonen til sideveggene for å borehull ved å sende en rekke akkustiske pulser og motta akkustisk energi reflektert fra veggene til borehullet i takt i forhold med pulsoverføringen som er avhengig av borehullsdiameteren. Anordningen innbefatter et hus tilpasset for fastgjørelse i en borestreng for utførelse

av akkustiske målinger ved målingen i løpet av boringen. Innretninger anbragt i huset for å generere og motta akkustisk puls fortplantet mot og reflektert fra sideveggene til borehullet. En andre mottakerinnretning er anbragt i lengderetningen langs huset fra pulsgenereringsinnretningen for å motta den akkustiske pulsen generert derfra og reflektert fra sideveggen til borehullet. Innretninger anordnet for behandling■.

av data frembragt av mottakerne i borehullet sammen med innretning- for å sende data til brønnhodet. Sammenligningsinn-retninger anordnet for å sammenligne akkustisk pulsutbredelses-tidsdata for å bestemme forskjellen i tid mellom mottakelse av sendt akkustisk puls av første og andre mottakerinnretning. Avstander i brønnboringen som en funksjon av utbredelsetiden

for den akkustiske energien blir så beregnet. Et annet trekk ved oppfinnelsen innbefatter ovenfor nevnte målingsanordning hvor huset også innbefatter et inklinasjonsmeter anbragt deri,

for å frembringe data relativ i forhold til borehullsorienteringen. En andre akkustisk sender-mottaker er også anordnet og anbragt

i huset og assimut anbragt med avstand for den første for generering og mottakelse av en akkustisk puls samtidig med den første sender-mottakerinnretning. Styreinnretning er anordnet for å påvirke flere sendere-mottakere i en forutbestemt gjentagende sekvens. Et annet trekk ved oppfinnelsen, innbefatter innretning for å frembringe akkustiske pulser ved forskjellige valgte frekvenser og pulsbredder.

Et ytterligere trekk ved oppfinnelsen innbefatter en fremgangsmåte for måling av en avstand i et borehull gjennom fortplantning av akkustisk energi fra et hus anbragt i en del av en borestreng. Fremgangsmåten innbefatter trinn ved å tilveiebringe første akkustisk pulsgenererings- og mottakningsinnretning anbragt i huset og tilveiebringelse av andre akkustiske puls-mottakningsinnretning anbragt i lengderetningen for den første mottakningsinnretning. En akkustisk puls blir generert med pulsgenereringsinnretningen og reflektert fra sideveggen til borehullet. En første del av den akkustiske pulsen blir mottatt med den første mottakningsinnretningen, og en andre del av den akkustiske pulsen blir mottatt med i lengderetning anbragt andre mottakerinnretning. Tidsintervallene for pulsfort-plantningen mellom pulsgenereringsinnretningen, borehullsveggen og første mottakerinnretningen på den ene siden og med pulsgenereringsinnretningen, borehullsveggen og den andre puls-mottakerinnretningen på den andre siden blir målt. Avstanden mellom pulsgenereringsinnretningen og borehullsveggen blir bestemt som en funksjon av pulsfortplantningstidsintervallene og avstanden mellom første og andre mottakerinnretning.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningen, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et sideriss av en borehullsoperasjon ved bruk av et akkustisk innvendig verktøy i samsvar med prisippene ved foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser skjematisk et riss av anordningen sett ovenfra, innbefattende et par akkustiske sendere-mottakere som reflekterer akkustiske pulser fra sideveggene til borehullet. Fig. 3 viser et skjematisk riss av en utførelsesform av et akkustisk verktøy, konstruert i samsvar med foreliggende oppfinnelse . Fig. 1 viser en borerigg 11 anbragt på toppen av et borehull 12. En første utførelsesform av et akkustisk verktøy 10 for innvendig måling konstruert i samsvar med prinsippene ved foreliggende oppfinnelse, er anbragt i en underenhet 14, inkorporert i en borestreng 18 og anbragt i borehullet 12. Systemet 10 er anordnet for kontinuerlig måling av akkustisk hastighet og avstand i ringområdet 16, definert mellom underenheten 14 og borehullssideveggene 20. En borekrone 22 er anordnet ved den nedre enden av borestrengen 18 og skjærer ut et borehull 12 gjennom jordformasjonen 24. Boreslammet 26 blir pumpet en lagerreservoardam 27 nær brønnhodet 28,

ned en aksial passasje gjennom borestrengen 18 ut av en åpning i borekronen 22 og tilbake til overflaten gjennom ringområdet 16. Metallforingen 29 er anbragt i borehullet 12 over borekronen 22 for å opprettholde helheten til den øvre delen av

borehullet 12.

På fig. 1 er ringrommet 16, mellom borestammen 18, underenheten 14 og sideveggene 22 til borehullet 12, vist dannende returstrømningsbanen for boreslam. Slam blir pumpet fra lagerdammen 26, nær brønnhodet 28 ved hjelp av et pumpesystem 30. Slammet går gjennom en slamforsyningslinje 31 som er koblet med en sentral passasje som strekker seg gjennom hele lengden av borestrengen 18. Boreslammet blir på denne måten tvunget ned borestrengen 18 og ut til borehullet gjennom åpninger i borekronen 22, for kjøling og smøring av borekronen og for å føre formasjonsborekaks fremkommet i løpet av boreoperasjonen tilbake til overflaten. En fluidumsutløpsledning 32 er forbundet fra den ringformete passasjen 16 ved brønnhodet,

for føring av returslammet fra borehullet 12 til slamdammen

26 som vist på fig. 1. Boreslam er typisk håndtert og behandlet

ved hjelp av forskjellige apparater (ikke vist) slik som utgassingsenheter, sirkulasjonstanker for opprettholdelse av en på forhånd valgt slamviskositet og konsistens. Det fremgår

i at målingene av akkustisk hastighet til boreslammet ved eller innenfor boredammen 26 således vil bli påvirket ved behandlingen av slammet.

Posisjonen til det akkustiske verktøyet 10 for innvendig måling, på boreunderenheten 14 relativt i forhold til borehullsveggene 20 vil variere i løpet av rotasjonen. Borestrengen 18 kan bli rotert for å gi den nødvendige borevirkningen til borekronen 22, og i løpet av rotasjonen kommer borestrengen 18 ofte bort i mot veggen til borehullet 12. Slik glidning medfører ofte

i i en feil innretting og ikke-sentralisert anbringelse av det akkustiske verktøyet 10 i forhold til borehullsveggene 20. Målingen av avstandene med verktøyet 10 ved hjelp av akkustiske pulser som blir reflektert fra borehullsveggene 20 må derfor bli ekstremt nøyaktig for å frembringe data som nøyaktig viser

i størrelsen og formen på borehullet. Denne presisjonsmålingen må alltid bli opprettholdt med hensyn til tilstedeværelsen av gass, formasjonskutt og ikke-homogene fluidumsstrømningsforhold som er typiske ved de fleste boreoperasjoner. Størrelsen på

ikke jevne borehullstverrsnitt må bli målt så vel som variasjoner i den akkustiske refleksjonen som er indikasjoner på forskjellige formasjonsmaterialer.

Fremgangsmåte og anordning ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et system som kan frembringe data av en nøyaktig og pålitelig art indikativ for borehullets form og størrelse ved å anvende en felles akkustisk puls for både å bestemme akkustisk hastighet i turbulent strøm av ikke-homogent borefluidum i borehullets ringrom, så vel som avstanden mellom underenheten 10 og borehullsveggen 20. Alle avstandsmålinger vil på denne måten anvende den aktuelle akkustiske hastigheten til fluidumsmediumet gjennom hvilke avstandsmålinger blir utført.

Med henvisning til fig. 2 er det nå vist et forstørret topp-planriss av en utførelsesform av det akkustiske verktøyet 10 for innvendig måling i samsvar med prinsippene til foreliggende oppfinnelse. Verktøyet 10 innbefatter første og andre sender-mottaker 40 og 42, anbragt i sideveggens underenhet 14. En akkustisk sender-mottaker av den art som anvendt her innbefatter en enkel akkustisk sender og en enkel akkustisk mottaker generelt konstruert i samme anordning. Fokusert akkustisk energi-strålingsmønster 43 og 44 har vist seg forplantende fra de respektive akkustiske sender-mottakere 40 og 42. En akkustisk puls 45 er således vist seg fortplantende fra sender-mottaker 40 med strålingsmønsteret 43. En akkustisk puls 47 er likeledes vist seg fortplantende i strålingsmønsteret 44 fra sender-mottaker 42. De akkustiske pulsene 45 og 47 er rettet mot sideveggen til borehullet 20 og blir reflektert derfra tilbake til sender-mottakerne 40 og 42 hvor de er detektert av mottakerinnretning inkorporert i hver sender-mottaker. Utbredelsestiden som de akkustiske pulsene 45 og 47 krever for refleksjon og retur til hhv. sender-mottakerne 40 og 42,

er en bestemmelse av avstanden mellom sender-mottakerne og borehullsveggen. En tolkning av tidsforsinkelsesdataen til akkustisk pulsutbredelse krever en bestemmelse av den akkustiske hastigheten til borefluidumet 26 anbragt i ringrommet

26 til borehullet 12. P.g.a. ikke-homogen art på fluidum-strømmønsteret så vel som tilstedeværelsen av gass og jordkutt i fluidumet, vil den akkustiske hastigheten gjennom fluidumet variere med tiden så vel som avstanden. Den nødvendige tiden for fortplantning og retur av akkustiske pulser 45 og 47 vil altså variere. Ved anvendelse av samme akkustiske pulser 45 og 47 for å bestemme både avstandsmålinger så vel som akkustisk hastighet på fluidumsmediumet 26 gjennom hvilket avstandsmålingene er gjort, vil avstandsbestemmelsen være i og for seg både nøyaktig og pålitelig. Data frembragt i løpet av målingsprosessen vil dessuten også være en nøyaktig indikasjon på boreslamsforholdet ved stedet til en akkustisk innvendig måling. Fig. 3 viser et forstørret sideriss og skjematisk av det akkustiske verktøyet 10 for innvendig måling, konstruert i samsvar med prinsippene til foreliggende oppfinnelse. Sender-mottakerne 40 og 42 er vist fastgjort til underenheten 14 langs et felles asimutplan. En tredje akkustisk anordning 50 er vist fastgjort til underenheten 14 og anbragt i lengderetningen relativt i forhold til sender-mottakeren 40 en kjent valgt avstand "d". Den akkustiske anordningen 50 kan enten være en sender-mottaker eller en enkel andre akkustisk mottaker for avføling.av mottakelse av akkustiske pulser 45 som fortplanter seg fra sender-mottakeren 40.

Av fig. 3 fremgår det at en akkustisk puls 45 fortplantet fra sender-mottaker 40 vil samvirke med sideveggen 20 til borehullet 12 og bli reflektert derfra for dirigering av både den

i første mottakeren som danner en del av sender-mottakeren 4 0

og den andre mottakeren 50. Strålingsmønsteret 43 til den akkustiske pulsen 45 er således skjematisk vist med pulsebe-røring av sideveggen til borehullet 20 ved et punkt 52.

Pulsen 45 blir deretter reflektert tilbake mot sender-mottakeren 50 som en refleksjonspuls 54. P.g.a. at avstanden mellom

sender-mottaker 40 og refleksjonspunktet 52 er mindre enn avstanden mellom den andre mottakeren og punktet 52 vil pulsen 54 ankomme først ved sender-mottaker 40. Forskjellen mellom

tiden hvor puls 54 ankommer ved den. første mottakeren til sender-mottaker 40 og når pulsen 54 ankommer ved den andre mottakeren 50 er bestemmende for avstanden mellom sender-mottakeren 40 og punktet 52 på borehullsveggen. Avstanden blir en geometrisk funksjon siden avstanden mellom sender-mottakeren 40 og mottakeren 50 er kjent.

Fig. 3 viser at avstanden mellom sender-mottakeren 4 0 og mottakeren 50 er en konstruksjonsparameter. Optimal avstand vil naturligvis være en funksjon av geometriene involvert ved målingen. Anvendelsen av konvensjonell geometrisk formu-lering relativt i forhold til avstandene og den involverte tiden og anvendelsen av forskjellige ligninger, vil tillate maksimalisering av den ønskete oppløsningen. Avstanden mellom transduktoren 40 og mottakeren 50 er således valgt for å tilveiebringe oppløsning som er både nyttig og enkel med hensyn til betingelsene nede i borehullet.

Foreliggende oppfinnelse angår også bruk av en enkelt sender og første mottaker 40 og en andre mottaker 50, anbragt i lengderetningen derfra. For å kompensere for ikke-koaksial anbringelse av verktøyet i borehullet og/eller bevegelse av borestrengen 18 som er vanlig i løpet av en boreoperasjon,

er flere sender-mottakere 40 og 42 å foretrekke. Ved en slik sammenstilling, ville begge sender-mottakerne bli pulset samtidig, mens kun en ville være nødvendig for å måle en akkustisk hastighet i forbindelse med en andre mottaker 50. Dersom det er ønskelig, kunne imidlertid hver sender-mottaker 40 og 42 være koblet med en tilknyttet andre mottaker 50 anbragt med avstand i lengderetningen derfra, for dens egne kalibrering for å tillate akkustiske hastighetsvariasjoner i borehullsfluidumsoverføringsmediumet ved forskjellige asimut-posisjoner i borehullringrommet. En slik konfigurasjon ville ta hensyn til ikke-homogen slamstrøm som ville bevirke feil i avstandsmålingene. Bruken av en enkel akkustisk bølge 45, for både måling av avstand og akkustisk hastighet er klart en fordel som kan være å foretrekke for en hver sender-mottakerrekke.

De akkustiske sender-mottakerne 40 og 42 er ved drift anbragt

på en borekrage eller på en underenhet 14 nede i borehullet med en i lengderetningen forskjøvet referansemottaker 50 for måling på stedet av den akkustiske hastigheten til boreslammet 26 i ringrommet 16 til borehull 12. Måling på stedet som anvender en felles akkustisk puls 45 er i og for seg mer nøyaktig enn pulssystemet som anvender separate pulser for akkustisk hastighetsbestemmelse og avstandsbestemmelse i borehullet. En slik operasjon er kun mulig med en transduktorkonfigurasjon tilpasset for å motstå vibrasjonene påtruffet i løpet av boreoperasjonen nede i hullet og av en konfigurasjon som vil redusere virkningen av refleksjoner fra kuttet i boreslammet. Av denne grunn, er asimutanbragte sender-mottakere 40 og 42 og i lengderetning forskjøvet referansemottaker 50 fortrinnsvis nedsenket i underenheten 14 for å tilveiebringe en glatt ytre vegg som vist på fig. 2 og 3. Transduktorene kan også være montert i borekragen i en valgt konfigurasjon,

for å redusere "ringing" av akkustiske bølger innenfor borekragen. En formet transduktorkonfigurasjon har vist å redusere disse indre refleksjonene.

Det fremgår av det ovennevnte at innvendig måling på stedet

som anvender systemet 10 ifølge foreliggende oppfinnelse, nødvendiggjør kun tidsintervallmålinger. Generell asimutanbragte målinger kan bli gjennomsnittsberegnet for å tilveiebringe en gjennomsnitlig diameter på borehullet 12, når en enkel transduktor 14 er anvendt i forbindelse med en mottaker 50. En dual eller trippel transduktorrekke vil naturligvis gi mer nøyaktig og pålitelig nyttbar dimensjonering av borehullet 12 i tilfeller hvor underenheten 14 ikke er koaksial med borehullet.

Multippeltransduktorrekker er av spesiell interesse i løpet

av akkustisk undersøkelse av borehullsveggkonstruksjonen hvor akkustisk energi reflektert fra formasjonen langs sideveggene til borehullet 20 avhenger av den akkustiske impedansen og overflatekarakteristikken til formasjonen. Overflateruheten og impedansen feiltilpasser så vel som formasjonskutt og

formasjonsoverflatekarakteristikken vil dempe den akkustiske pulsen selv om tidsrammen vil forbli konstant. Dempnings-virkningene i den akkustiske pulsen representerer således refleksjonen til overflaten fra hvilke pulsene blir reflektert. Ved anvendelse av en vinkel- eller asimutposisjonssensor 60, som skjematisk er vist på fig. 2, kan refleksjonsdataen bli ytterligere forfinet for å definere en rotasjonsperiodedata for analyseformål. Dataen samlet fra en andre rotasjonsperiode kan så bli samlet og lagret i lagret til et mikroprosessor-system (ikke vist) for påfølgende behandling. Et sett med borehullsdata kan på denne måten bli behandlet, mens et andre sett med data blir tatt i løpet av en annen rotasjonssyklus.

Det har således blitt vist at en sender-mottakerrekke av

høy oppløsning, vil være effektivt ikke bare ved å frembringe et klart bilde av borehullskonfigurasjonen, men for andre parametere nede i borehullet også. P.g.a. rotasjonen av borestrengen 18 vil gjentagende data bli frembragt som angir endringer i borehullet, men også som kan overvåke parameterne som definerer strømmen av boreslam 26 i ringrommet 16. Tilstedeværelsen av gass- og jordkutt i borefluidumet 26,

vil f.eks. ha en klar virkning på refleksjonen til fluidumet som kan bli bestemt ved et egnet filtreringssystem. På samme måte vil ruheten til borehullet likeledes bli bestemt av målingen av refleksjonsgraden, samtidig ved en på stedet måling av hastigheten.

Fremgangsmåten og anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse vil også tilveiebringe MWD-data om de aktuelle formasjons-egenskapene i borehullet i tillegg til de beskrevet ovenfor. Ved anvendelse av relative høye frekvenser (1 til 3 MHz) for

de akkustiske pulsene, kan en operatør filtrere ut mekanisk støy av relativt lav frekvens. generelt påtruffet i løpet av boreoperasjonen. Pulsing av rekken ved forskjellige frekvenser vil også kunne tilveiebringe ytterligere data og iboende filtrering. Anvendelsen av forskjellige pulsbredder og puls-hastigheter kan f.eks. tilveiebringe overflateruhetsinforma-sjon p.g.a. ruhetsrefleksjoner avhengig av størrelsen på ruheten

spesielt relativt i forhold til bølgelengder og derfor bruken av forskjellige frekvenser gir mer nøyaktig data.

Det er således antatt at operasjonen og konstruksjonen ifølge foreliggende oppfinnelse vil kunne klart fremgå av foregående beskrivelse. Mens fremgangsmåte og anordningen vist og beskrevet har blittkarakterisertsom foretrukket, er det klart at forskjellige endringer og modifikasjoner kan bli gjort innenfor rammene av oppfinnelsen som definert i kravene.

i

Claims

1. Anordning for å måle refleksjonen til sideveggene i et borehull ved å sende en rekke med akkustiske pulser og mottakelse av akkustisk energi reflektert fra veggen til borehullet i tidsforhold til pulsoverføringen,karakterisert ved et hus tilpasset for fastgjørelse i borehullsstrengen for utførelse av målingen ved en måling i løpet av boringen, en første akkustisk puls-mottaker anbragt i huset for generering og mottakelse av en akkustisk puls som utbreder seg mot og reflekteres fra sideveggen til borehullet, innretning anbragt i lengderetningen med avstand langs huset ved en kjent avstand fra den første sender-mottaker for å motta den akkustiske pulsen generert derfra og reflektert fra sideveggen til borehullet, sammenligningsinnretning for å bestemme forskjellen i tid mellom mottakelse av den akkustiske pulsen av den første sender-mottakeren og mottakeren, og innretning for beregning av avstanden fra den første sender-mottakeren til borehullsveggen fra forskjellen i utbredelsestiden og den kjente avstanden.

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat huset innbefatter et inklinasjonsmeter anbragt deri for frembringelse av data relativt i forhold til borehullsorienteringen.

3. Anordning ifølge krav 1,karakterisert veden andre akkustisk sender-mottaker anbragt i huset og asimutforskjøvet derfra for å generere og motta en akkustisk puls samtidig med den første sender-mottaker.

4. Anordning ifølge krav 3,karakterisert vedstyreinnretning for å påvirke sender-mottakerne i en forutbestemt gjentagende sekvens.

5. Anordning ifølge krav 1,karakterisert veden innretning for frembringelse av de akkustiske pulsene ved valgte frekvenser og pulsbredder, for å tilveiebringe data relativt i forhold til felles område av borehullet med akkustisk energi som har forskjellige karakteristikker.

6. Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat de akkustiske sender-mottakerne er montert i huset i en konfigurasjon asimutforskjøvet en fra den andre og flere respektive tilknyttete mottakere anbragt med avstand i lengderetningen fra sender-mottakerne for samtidig å tilveiebringe data med hensyn til utbredelsestiden til en akkustisk puls generert og mottatt av hver av sender-mottakerne relativt i forhold til mottakelse av den reflekterte pulsen av hver tilknyttet i lengderetningen med avstand anbragte mottaker.

7. Fremgangsmåte for å måle en avstand i et borehull ved fortplantning av akkustisk energi fra en måleanordning anbragt i en borestreng opphengt i borehullet,karakterisert ved tilveiebringelse av en første akkustisk pulssender anbragt inne i huset, tilveiebringelse av en første akkustisk pulsmottaker anbragt i den første senderen i huset, tilveiebringelse av en andre akuustisk pulsmottaker i huset anbragt med avstand i lengderetningen fra første mottaker ved en kjent avstand, generering av en akkustisk puls med den første senderen og tillatelse av pulsen å fortplante seg utover derfra, reflektering av akkustisk puls fra sideveggen til borehullet, mottakelse av en første del av den akkustiske pulsen med den første akkustiske pulsmottakeren, mottakelse av en andre del av den akkustiske pulsen med den i lengderetningen med avstand anbragte andre akkustiske pulsmottakeren, måling av tidsintervallet for pulsfortplantning mellom senderen, borehullsveggen og den første akkustiske pulsmottakeren og mellom senderen, borehullsveggen og den andre akkustiske pulsmottakeren, og bestemmelse av avstanden i borehullets langs den akkustiske banen som en funksjon av de målte tidsintervallene og den kjente avstanden mellom den første akkustiske pulsmottakeren og den andre akkustiske pulsmottakeren.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisertved anbringelse av et inkliasjonsmeter i huset og frembringelse av data derfra relativt i forhold til borehullsorienteringen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisertved anbringelse av en andre pulssender og en tilliggende mottaker i huset asimutforskjøvet fra senderen og tilliggende mottaker og generering og mottakelse av akkustiske pulser samtidig med den første sender og mottaker.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisertved anbringelse av styreinnretning for å påvirke senderen og tilliggende mottakerpar i en forutbestent gjentagende sekvens.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisertved frembringelse av de akkustiske pulsene ved valgte frekvenser og pulsbredde og for å tilveiebringe data relativt i forhold til felles område av borehullet med akkustisk energi som har forskjellig karakteristikker.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisertved overvåkelse av flere akkustiske sendere-mottakere i huset i en konfigurasjon asimutforskjøvet fra hverandre, montering av flere mottakere i lengderetningen forskjøvet fra sender-mottakeren og samtidig generering av data i forhold til utbredelsestiden til en akkustisk puls generert av sender-mottakeren relativt i forhold til mottakelsen av den reflekterte pulsen ved hjelp av sender-mottaker og av den i lengderetningen forskjøvne mottaker.

13. Fremgangsmåte for å måle geometrien til et borehull ved å reflektere akkustiske pulser fra dens sidevegg og måling av pulsenes flytid,karakterisertved anbringelse av et hus for fastgjøring til et borestreng for anbringelse av den i borehullet ved en måling i løpet av boringen, anbringelse av en første akkustisk pulssender-mottaker i huset tilpasset for å generere og motta akkustiske pulser derfra, anbringelse av en akkustisk pulsmottaker i huset og anbragt med avstand i lengderetningen fra den akkustiske sender-mottakeren en kjent avstand og tilpasset for avfølge refleksjonen til en akkustisk puls sendt av sender-motteren, generering av en akkustisk puls ved sender-mottakeren, og tillatelse av pulsen å fortplante seg utover derfra, reflektering av den akkustiske pulsen fra en sidevegg av borehullet, mottakelse av den akkustiske pulsen med sender-mottakeren og opptegning av dens flukttid, mottakelse av den reflekterte akkustiske pulsen med den akkustiske mottakeren og opptegning av dens flukttid, og bestemmelse av avstanden til den akkustiske banen av sender-mottakerpulsen som en funksjon av opptegnet flukttid og kjent avstand mellom sender-mottakeren og mottakeren.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisertved anbringelse av en andre sender-mottaker asimutforskjøvet fra den første sender-mottakeren for samtidig generering av en akkustisk puls.