RU2005119651A - Способ определения вертикального и горизонтального удельного сопротивления, а также углов относительного наклона в анизотропных горных породах - Google Patents

Claims (25)

1. Способ определения относящегося к удельному сопротивлению свойства пересекаемой скважиной горной породы, заключающийся в том, что

(а) по стволу скважины перемещают каротажный прибор, доводя его по меньшей мере до одной глубины,

(б) при помощи нескольких датчиков удельного сопротивления проводят измерения, характеризующие искомое свойство породы, при нахождении каротажного прибора в нескольких угловых положениях по азимуту на указанной глубине во время его вращения,

(в) результаты измерений, полученные от каждого из датчиков удельного сопротивления, разбивают на азимутальные элементы дискретизации,

(г) для каждого датчика результаты измерений удельного сопротивления, разбитые на азимутальные элементы дискретизации, представляют соответствующей функцией угловых положений каротажного прибора, и

(д) на основании соответствующих функций определяют искомое свойство горной породы.

2. Способ по п.1, в котором каротажный прибор перемещают на кабеле или бурильной трубе.

3. Способ по п.1, в котором измерения проводят на нескольких глубинах, и полученные от каждого датчика результаты измерений, разбитые на азимутальные элементы дискретизации, усредняют по указанным глубинам.

4. Способ по п.1, в котором в качестве датчиков удельного сопротивления используют несколько пар ″излучатель-приемник″, оси которых расположены под углом к продольной оси скважины.

5. Способ по п.1, в котором угловые положения каротажного прибора измеряют при помощи датчика ориентации, в частности датчика ускорений, магнитометра или гироскопа.

6. Способ по п.1, в котором каждая из соответствующих функций является по существу синусоидой.

7. Способ по п.1, в котором при определении искомого свойства породы выполняют инверсию значений соответствующих функций при выбранном угловом положении каротажного прибора.

8. Способ по п.3, в котором определение глубин, проходимых каротажным прибором выполняют датчиком ускорений.

9. Способ по п.4, в котором в число излучателей и приемников входят излучатели и приемники, ориентированные по координатным осям X, Y и Z.

10. Способ по п.1, в котором относящимся к удельному сопротивлению свойством горной породы является по меньшей мере один из следующих ее параметров: горизонтальное удельное сопротивление, вертикальное удельное сопротивление, протяженность зоны проникновения фильтрата бурового раствора в породу и удельное сопротивление зоны проникновения фильтрата бурового раствора в породу.

11. Способ по п.7, в котором при выполнении инверсии

а) задают начальную модель из нескольких слоев горных пород, включающую горизонтальное и вертикальное удельное сопротивление для каждого слоя,

б) определяют расчетные показания каротажного прибора в указанной модели,

в) задают целевую функцию данных, соотнесенную с разностью расчетных показаний каротажного прибора и полученных им результатов многокомпонентных измерений,

г) итерационно уточняют указанную модель, уменьшая глобальную целевую функцию, представляющую собой сумму целевой функции данных и целевой функции модели, соотнесенной с изменениями модели при каждой итерации.

12. Способ по п.11, в котором в горной породе имеется зона проникновения фильтрата бурового раствора, причем каротажным прибором с несколькими приемниками проводят измерения по методу сопротивлений, характеризующие свойства зоны проникновения фильтрата бурового раствора, а начальная модель включает протяженность и удельное сопротивление зоны проникновения фильтрата бурового раствора.

13. Способ по п.1, в котором скважина является практически горизонтальной.

14. Способ по п.1, в котором стадию (б) проводят на нескольких рабочих частотах, а перед выполнением стадии (в) проводят многочастотную фокусировку измерений на указанных рабочих частотах.

15. Способ по п.14, в котором результаты многочастотных измерений корректируют с учетом конечной удельной проводимости корпуса каротажного прибора.

16. Способ по п.1, в котором выполняют несколько измерений каверномером и определяют искомое свойство горной породы с использованием результатов этих измерений.

17. Способ по п.1, в котором каротажный прибор перемещают на бурильной колонне, причем на основании измеряемого свойства горной породы регулируют направление бурения скважины.

18. Устройство для определения относящегося к удельному сопротивлению свойства горной породы по меньшей мере на одной глубине пробуренной в породе скважины, содержащее

(а) каротажный прибор с несколькими датчиками удельного сопротивления для проведения измерений, характеризующих искомое свойство породы, при нахождении каротажного прибора в нескольких угловых положениях по азимуту во время его вращения,

(б) по меньшей мере один датчик ориентации для проведения измерений, характеризующих угловые положения каротажного прибора по азимуту, и

(в) процессор, обеспечивающий разбиение результатов измерений, получаемых от каждого из датчиков удельного сопротивления, на азимутальные элементы дискретизации, применение к результату каждого измерения, полученному от каждого из датчиков удельного сопротивления и разбитому на азимутальные элементы дискретизации, аппроксимирующей функции и определение искомого свойства горной породы на основании аппроксимирующих функций, соответствующих каждому из датчиков удельного сопротивления.

19. Устройство по п.18, в котором измерения проводятся на нескольких глубинах, а процессор обеспечивает комбинирование результатов измерений на указанных глубинах для определения искомого свойства горной породы.

20. Устройство по п.18, в котором относящимся к удельному сопротивлению свойством горной породы является по меньшей мере один из следующих параметров: горизонтальное удельное сопротивление, вертикальное удельное сопротивление, протяженность зоны проникновения фильтрата бурового раствора в породу и удельное сопротивление зоны проникновения фильтрата бурового раствора в породу.

21. Устройство по п.18, в котором датчиками удельного сопротивления являются несколько пар "излучатель-приемник", оси которых расположены под углом к продольной оси скважины.

22. Устройство по п.18, в котором по меньшей мере одним датчиком ориентации является датчик ускорений, магнитометр или гироскоп.

23. Устройство по п.22, в котором процессор позволяет определять положение каротажного прибора в скважине по глубине по данным от датчика ускорений.

24. Устройство по п.18, в котором аппроксимирующая функция представляет собой синусоиду.

25. Устройство по п.21, в котором в число излучателей и приемников входят излучатели и приемники, ориентированные по координатным осям X, Y и Z.