RU2451330C2 - Способ и устройство для дистанционного определения характеристик сбросов вблизи скважин - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области разведки и добычи нефти. Техническим результатом является усовершенствование методов дистанционного определения характеристик тектонических структур или состояний. Система содержит средство генерации математической модели напряженных состояний в толще пород, на основании которой могут быть прогнозированы состояния вывалов на протяжении траектории скважины; средство определения фактических состояний вывалов на протяжении скважины, проходящей через толщу пород; данные прогнозируемого вывала сравнивают с фактическими определенными состояниями вывалов, чтобы оценить степень корреляции между данными прогноза и фактическими данными и точность модели напряжений; средство, позволяющее пользователю корректировать математическую модель, чтобы отразить существование плоскости по меньшей мере одного активного сброса в толще пород, которую не пересекает скважина. Модель используют, чтобы генерировать новые данные прогнозируемого вывала. Процесс корректирования модели напряжений и оценки корреляции между прогнозированными сбросовыми состояниями вывалов, полученными из модели, и фактическими состояниями вывалов может быть итерационно повторен с целью достижения оптимальной корреляции и, следовательно, оптимально точной модели напряжений, отражающей сбросовые состояния вблизи скважины, но необязательно в месте ее бурения. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к разведке и добыче нефти и газа, более точно к способу и устройству для определения характеристик структур вблизи скважин.

Предпосылки создания изобретения

Специалистам в данной области техники известны сложности, которыми сопровождается визуализация и распознавание особенностей подземных тектонических структур вблизи скважины, но необязательно в месте ее бурения. При определении характеристик подземных структур обычно полагаются на применение визуализации методом дистанционного обнаружения (например, концепции с использованием методов сейсмических исследований и(или) расчета потенциальных электрических полей) или на непосредственную выборку, т.е. бурение одной или нескольких скважин.

Обычно эффективность методов непосредственной выборки, таких как бурение скважин, и затраты на них являются неприемлемыми. С другой стороны, применение известных из уровня техники методов дистанционного обнаружения и методов моделирования имело в прошлом ограниченный успех, и, таким образом, сохраняется потребность в усовершенствованных методах дистанционного определения характеристик тектонических структур или состояний, таких как активные сбросы (разломы в породах) вблизи скважины, и не обязательно в месте ее бурения. Отвечающим за использование энергии, ресурсов и сохранение окружающей среды органам, которым необходимы сведения об активных сбросах в толщах пород для определения параметров потоков флюида через естественные трещины и(или) сбросы, требуется информация, описывающая положение и ориентацию этих активных сбросов. Определение характеристик этих структур важно, в частности, для предотвращения нежелательных событий в процессе бурения, таких как вывалы ствола скважины.

Краткое изложение сущности изобретения

С учетом изложенных выше и других обстоятельств настоящее изобретение относится к методу (способу и соответствующему устройству для осуществления этого способа) определения характеристик тектонических структур вблизи пробуренной в толще пород скважины, но необязательно в месте ее бурения.

Согласно одной из особенностей изобретения предложен способ, в котором исходят из того, что сбросы, которые недавно являлись активными, будут создавать вторичное или локализованное возмущение напряжения, накладывающееся на поле тектонических напряжений в дальней зоне. Это дополнительно наложенное поле напряжений будет оказывать влияние на возникновение обусловленных бурением вывалов ствола скважины. В частности, плоскость вывалов ствола скважины будет повернута под единым углом ориентации или их возникновение в скважине будет ослаблено.

В одном из вариантов осуществления изобретения с целью локализации положения(й) сбросов на удалении от скважины путем моделирования влияний обусловленных сбросами изменений напряжений на характеристики таких вывалов используют данные, полученные с помощью прибора на кабеле, и(или) данные визуализации в реальном времени, или другие данные, на основании которых можно определить характеристики вывалов на протяжении ствола скважины в качестве функции положения на протяжении ствола скважины.

Согласно другой особенности изобретения предложен способ, в котором не требуется, чтобы пробуренная скважина проходила через сброс, а также не требуется доказательство существования сброса. Вместо этого наличие сброса и его форму, ориентацию и положение определяют логически путем наблюдения изменений ориентации и ширины вывалов на протяжении скважины.

Краткое описание чертежей

Описанные выше и другие признаки и особенности настоящего изобретения будут лучше поняты из подробного описания конкретных вариантов осуществления изобретения в сочетании с сопровождающими его чертежами, на которых:

на фиг.1 показан вид в перспективе толщи пород и траектория пробуренной в ней скважины,

на фиг.2А-2В - виды в перспективе сбросов различных типов, которые могут присутствовать в областях толщи пород,

на фиг.3А и 3Б - сводная блок-схема, иллюстрирующая процесс дистанционного определения характеристик сбросов согласно одному из вариантов осуществления изобретения,

на фиг.4А - графическое представление прогнозируемых данных вывала для одного из участков скважины,

на фиг.4Б - графическое представление прогнозируемых данных вывала для участка скважины с наложением наглядно представленных фактических данных вывала для того же участка,

на фиг.5 - графическое представление прогнозируемых и фактических данных вывала, иллюстрирующее высокую степень корреляции между прогнозируемыми и фактическими данными, и

на фиг.6 - графическое представление прогнозируемых и фактических данных вывала на примере участка, на котором как прогнозируемые, так и фактические данные указывают на отсутствие вывала на участке скважины.

Подробное описание конкретных вариантов осуществления изобретения

В следующем далее описании для ясности описаны не все признаки фактических реализаций. Разумеется, ясно, что при разработке любой такой фактической реализации, как и при любом проектировании такого рода, должно быть принято множество инженерно-технических решений с целью решения конкретных задач и подзадач разработки (например, задач соответствия системным и техническим ограничениям), которые будут меняться в зависимости от реализации. Кроме того, неизбежно потребуется принять во внимание надлежащую инженерно-техническую практику в отношении соответствующей окружающей среды. Ясно, что такая опытно-конструкторская работа может являться сложной и требующей больших затрат времени, но, тем не менее, типовой задачей для специалистов в соответствующих областях техники.

На фиг.1 показана построенная с помощью компьютера модель буровых работ в толще 20 пород. На фиг.1 показана траектория скважины 22, проходящей через толщу 20 пород от уровня фактической глубины по вертикали в 1000 м до уровня фактической глубины по вертикали в 2400 м. Как показано на фиг.1, скважина 22 проходит не горизонтально прямо вниз в толщу пород, а отклоняется в целом на юг, как это часто происходит при обычном наклонно направленном бурении. Даже проекция (тень) 24 скважины 22 на "дне" моделированой толщи 20 пород не помогает понять, какую фактическую трехмерную траекторию имеет скважина 22.

Изображение, приведенное на фиг.1, является характерным для типов графических представлений скважинных данных, получаемых буровиками с использованием известных современных датчиков, инструментальных вычислительных средств для анализа доступных данных и компьютерных аппаратных средств для формирования графических изображений, таких как показаны на фиг.1, для облегчения буровых работ. Предполагается, что специалистам в данной области техники хорошо известны различные доступные инструментальные средства, компьютерные аппаратные средства, прикладные программы и т.п., а выбор и применение конкретного сочетания таких технологий и других ресурсов не имеет конкретного отношения к осуществлению настоящего изобретения.

Специалистам в данной области техники также известно, что в любой определенной толще пород предположительно присутствует фоновое или существующее напряженное состояние, часто выражаемое величиной напряжения "в дальней зоне" для каждой точки в толще пород. Во многих случаях в целях моделирования и анализа целесообразно допустить, что фоновое напряженное состояние является равномерным в пределах интересующей толщи пород.

Специалистам в данной области техники также известно, что, если в толще пород присутствует сброс, поле напряжений вблизи плоскости сброса, т.е. местное состояние будет отличаться от напряженного состояния в дальней зоне. На фиг.2А, 2Б и 2В проиллюстрированы сбросы различных типов, включая нормальный сброс (фиг.2А), "открытый" сброс (фиг.2Б) и сброс "по простиранию (горизонтального смещения)" (фиг.2В). Общим свойством каждого из них является то, что сброс можно в целом охарактеризовать с точки зрения плоскости сброса, т.е. плоской границы раздела между двумя противолежащими областями толщи пород. В случае относительного движения областей, образующих сброс, может измениться фоновое напряженное состояние толщи пород в целом.

Возвращаясь к фиг.1, в случае гипотетически идеальных буровых работ скважина 22 будет иметь преимущественно равномерное и преимущественно круглое поперечно сечение по всей длине. Однако, как известно специалистам в данной области техники, на практике в процессе бурения вращающаяся колонна бурильных труб может причинять механические повреждения скважине на различных глубинах, в результате чего скважина становится некруглой. Кроме того, может произойти так называемый "вывал или прорыв" (такие как вывалы на стенках скважины по оси максимального напряжения в пласте в результате овализации ствола скважины). По существу, вывалы представляют собой обусловленное напряжением обрушение стенки скважины и обычно считаются нежелательными, поскольку могут приводить к неравномерному вращению колонны бурильных труб и, возможно, избыточной вибрации и износу компонентов колонны бурильных труб. На характеристики вывалов могут влиять разнообразные факторы, включая состав породы, разбуриваемой колонной бурильных труб, напряженное состояние в области, окружающей колонну бурильных труб, и другие факторы. Эти и другие признаки и характеристики вывалов описаны в статье "Well Bore Breakouts and in situ Stress", Zorbak и др., Журнал по геофизическим исследованиям, №90, 5523-5530, 1985 г.("Zorback") и в статье "The Use of Borehole Breakouts in the Study of Crustal Stress", Bell и др., Hydraulic Fracturing Stress Measurements, под редакцией Zoback и др., стр.201-209, издательство National Academy Press, Вашингтон, 1983 г. ("Bell"). Статьи Zorback и Bell в обоих случаях во всей полноте включены в настоящее описание в порядке ссылки.

Существование сбросов в интересующей области также представляет интерес для буровиков. Сбросы способны способствовать возникновению различных нежелательных условий, включая, например, поглощение флюида или прорыв флюида, расчлененность коллектора и т.д. Сбросы также могут представлять опасность для буровиков, поскольку сброс способен привести к ослаблению или прекращению циркуляции бурового раствора, обрушению скважины или нежелательным и незапланированным отклонениям траектории скважины.

Как указано выше, существуют различные методы и средства обнаружения и определения характеристик сбросов, через которые проходят во время буровых работ, а влияние этих известных сбросов можно учитывать в процессе бурения. Тем не менее, сбросы вблизи скважины, но необязательно непосредственно в месте ее бурения также способны оказывать сходные нежелательные влияния на буровые работы и характеристики коллектора и продуктивность пласта. Результатом признания этого факта стала разработка упомянутых выше средств и технологий дистанционного обнаружения, которые, как указано ранее, продемонстрировали лишь ограниченную эффективность при точном обнаружении и определении характеристик сбросов на удалении от реальной скважины.

В основу настоящего изобретения частично положено признание того факта, что активные и недавно бывшие активными сбросы будут создавать вторичное или локализованное возмущение напряженного состояния. Это локализованное возмущение будет накладываться на напряженное состояние области в дальней зоне. Такие дополнительно наложенные поля напряжений способны отрицательно влиять на буровые работы. Например, локализованное поле напряжений может способствовать обусловленным бурением или обусловленным напряжением вывалам ствола скважины.

Согласно одной из особенностей изобретения анализ вывалов, которые возникают в ходе буровых работ, способен помочь обнаружению сбросов вблизи скважины, но необязательно в месте ее бурения. Интересующие характеристики вывалов включают не только их положение (глубину), но также ориентацию вывалов. В качестве информации для обнаружения расположенных поблизости сбросов и определения их характеристик в настоящем изобретении может использоваться даже уменьшение образования вывалов.

На фиг.3А и 3Б в целом показана блок-схема, иллюстрирующая шаги, выполняемые в соответствии с предложенным предпочтительным вариантом осуществления изобретения для дистанционного обнаружения и определения характеристик сбросов.

Как показано на фиг.3А, способ согласно одному из вариантов осуществления изобретения начинается с построения математической модели напряжений для интересующей области, как это представлено блоком 50. В контексте настоящего описания речь будет идти о конкретной толще 20 пород, показанной на фиг.1. Построение математической модели напряжений является обычным процессом, который различными методами часто осуществляют специалисты в данной области техники. Согласно предложенному предпочтительному варианту осуществления модель напряжений подразделяет толщу 20 пород на множество отдельных пространственных точек с разрешением в заданное число точек (векселей) на заданный объем (например, х - число точек в каждом из направлений по осям х, у и z) и содержит как минимум значение напряжения для каждой точки в толще пород. Этот процесс на основе векселей широко применяется и известен специалистам в данной области техники. Вместе с тем, специалисты в данной области техники учтут, что математические модели напряжений необязательно должны быть основаны на векселях и могут быть представлены другими способами.

Что касается компьютерных аппаратных средств для практического осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники почти повсеместно имеют в своем распоряжении компьютерные системы от обычных персональных компьютеров до более мощных рабочих станций и т.п. В компьютерную систему, как это обычно принято, входит один или несколько процессоров для осуществления описанной обработки данных и математических вычислений, а также запоминающие устройства большой емкости для хранения данных и программного обеспечения, в котором реализовано изобретение. Разумеется, в компьютерные аппаратные средства дополнительно входит графический интерфейс обеспечения наглядных представлений данных для пользователя, а также пользовательский интерфейс (например, клавиатура или устройство управления курсором, такое как мышь), позволяющий пользователю выбирать различные процессы, осуществляемые системой, и управлять ими.

Предполагается, что с точки зрения понимания и практического осуществления изобретения выбор той или иной конкретной компьютерной системы не является решающим, и специалисты в данной области техники способны выбрать соответствующую компьютерную систему и запрограммировать ее на выполнение описанных в изобретении функций.

Согласно одной из особенностей изобретения исходную модель напряжений, генерированную в блоке 50, применяют, предположив, что в толще 20 пород отсутствуют сбросы или что любые известные сбросы в толще пород не являются активными и, следовательно, не влияют на модель напряжений. Модель напряжений генерируют частично исходя из данных, полученных во время предыдущих буровых работ в исследуемой области или вблизи нее, любых доступных данных сейсмических исследований области и данных различных испытаний и экспериментов, которые могут проводиться, таких как испытания фильтрационных свойств пласта и эксперименты с гидравлическим разрывом пласта. Получаемая модель преимущественно соответствует фоновому напряженному состоянию или напряженному состоянию толщи 20 пород в дальней зоне.

Следующим шагом способа согласно рассматриваемому варианту осуществления изобретения является осуществление буровых работ с целью создания скважины 22 или ее части. Этот шаг представлен блоком 52 на фиг.3А.

Для содействия определению характеристик коллектора (например, прогнозирования добычи, что является важным показателем общей ценности ресурса) в блоке 52 также представлен шаг получения данных действительного напряжения, включая данные вывалов внутри скважины. Обычно это делается с использованием обычных и хорошо известных средств и методов во время или после буровых работ. Специалистам в данной области техники должно быть ясно, что ситуация, когда невозможно обнаружить сбросы и определить их положение в толще пород, крайне нежелательна.

Затем необходимо сравнить данные действительного напряжения с данными прогноза на основании модели, генерированной в блоке 50. Это сравнение представлено блоком 54 на фиг.3А. В частности, на шаге 54 сравнения используют упомянутую исходную модель, чтобы построить диаграмму, отображающую прогнозируемые характеристики вывалов на протяжении скважины.

На фиг.4А проиллюстрирован один из методов, которым пользователю могут быть представлены данные, соответствующие модели фонового напряженного состояния, генерированной на шаге 50 (фиг.3А). (Специалисты в данной области техники учтут, что возможно множество других способов графического представления данных/модели; предполагается, что в контексте настоящего изобретении эффективна методика, пример которой проиллюстрирован на фиг.4А). В частности, на фиг.4А показан метод представления прогнозируемых характеристик вывалов, полученных на основании исходной модели напряжений. По вертикальной оси диаграммы на фиг.4А отложена глубина скважины, пробуренной в толще 20 пород, в этом конкретном случае в интервале от 1000 м до 2600 м. На фиг.4А изображено несколько "символов вывала", таких как типичный символ, обозначенный пунктирной линией 80. Каждый символ вывала содержит центральную "точку" с проходящей через нее по горизонтали линией, которая продолжается на некоторое расстояние влево и вправо от точки. Каждый символ вывала содержит некоторое количество информации. Во-первых, вертикальное положение каждого символа вывала по вертикали отображает глубину, которой соответствует символ вывала, по шкале, отложенной по левой вертикальной оси (от 1000 м до 2600 м). Горизонтальное положение каждой центральной точки каждого символа вывала отображает ориентацию представленного символом вывала, зарегистрированного по нижней горизонтальной шкале (например, север/восток/юг/запад или верх, лево, низ, право).

Кроме того, на приведенной на фиг.4А диаграмме 81 проиллюстрирован предел прочности при неограниченном сжатии породы, через которую проходит скважина, по шкале 0,0-2,5 в нижней части фиг.4А.

Горизонтальная линия, проходящая через каждую точку каждого символа вывала, означает ширину вывала, измеренную относительно окружности скважины (например, слева внизу, вверху, справа внизу, как показано в нижней части фиг.4А). Вертикальные черточки на каждом конце горизонтальной линии символа вывала означают глубину вывала.

Разумеется, множество показанных на фиг.4А символов вывала отображают прогнозированные характеристики вывала (т.е. ориентацию, ширину и глубину) на основании исходной модели напряжений и, следовательно, при условии, что в толще 20 пород отсутствуют неизвестные сбросы, как это ранее указано при рассмотрении шага 50, проиллюстрированного на фиг.3А.

Возвращаясь к фиг.3А, после того, как скважина 22 пробурена (шаг 52), на следующем шаге сравнивают данные прогноза, проиллюстрированные на фиг.4А, с фактическими данными, полученными во время и(или) после буровых работ. Это представлено блоком 54 на фиг.3А. Для осуществления такого сравнения полезно построить диаграмму, такую как показана на фиг.4Б, на которой представлены фактические измеренные величины (ориентации и глубины) вывала в стволе 22 скважины, наложенные на прогнозированные данные ориентации и глубины, показанные на фиг.4А.

Символы вывала на фиг.4Б, как и на фиг.4А, отображают прогнозированный вывал на основании модели, генерированной на шаге 50, проиллюстрированном на фиг.3А. Помимо этого, на фиг.4Б показано множество горизонтальных черточек, как, например, черточки в виде пунктирной линии 82. Каждая черточка 82 отображает фактические данные измерений вывала, полученные в скважине 22 на каждой глубине по вертикали, для которой показана черточка.

Специалистам в данной области техники, ознакомившимся с настоящим описанием, будет совершенно ясно, что степень, в которой горизонтальное положение и ширина каждого символа 80 вывала соответствуют горизонтальному положению и длине каждой черточки 82, свидетельствует о точности данных прогноза напряженного состояния в толще 20 пород, генерированных на шаге 50 и графически представленных на фиг.4А. Таким образом, на основании того, каким образом данные прогноза отображены вместе с наложенными на них фактическими измеренными данными, пользователь способен зрительно различить степень точности, с которой данные прогноза моделируют действительное напряженное состояние в толще 20 пород.

В одном из альтернативных вариантов осуществления соответствие между данными прогноза и фактическими данными может быть оценено на основании более точного числового сравнения соответствующих наборов данных. Тем не менее, на фиг.4Б показано, что сравнение может быть с относительной точностью осуществлено путем простого визуального наблюдения соответствующих диаграмм вывалов.

В очень редких случаях исходная модель напряжений, исходящая из того, что в толще 20 пород отсутствуют неизвестные сбросы или что любые известные сбросы в толще 20 пород являются неактивными и, следовательно, не влияют на модель напряжений, может оказаться точной, как это отображено идеальной корреляцией между символами 80 вывала и черточками 82 в представлении, проиллюстрированном на фиг.4Б. Этот редкий случай представлен блоком 56 на фиг.3А, который соответствует утвердительному ответу на вопрос, заданный в блоке 58 принятия решений, показанном на фиг.3А, а именно: "Соответствуют ли фактические данные моделированным данным?"

Более вероятно, что данные прогноза, генерированные на шаге 50, не будут в какой-либо существенной степени соответствовать фактическим данным, полученным после бурения ствола 22 скважины. В этом случае, а также согласно рассматриваемому варианту осуществления изобретения способ переходит к шагу 60, показанному на фиг.3А, на котором предусмотрено, что пользователь допускает, что в толще 20 пород существует сброс, и, кроме того, что сброс имеет конкретную ориентацию и положение, которые задает пользователь на шаге 60.

Следует признать, что в рассматриваемом предпочтительном варианте осуществления допущение существования сброса, имеющего конкретную ориентацию и положение, является несколько неточным и делается в той или иной степени произвольно. Тем не менее, предполагается, что при практическом осуществлении настоящего изобретения специалисты в данной области техники смогут развить интуитивную способность определять место расположения гипотетического сброса на основании изучения представленных на фиг.4Б данных прогноза и данных измерений.

Кроме того, предполагается, что шаг определения гипотетического сброса в толще 20 пород можно до некоторой степени систематизировать, например, оговорив, что множество различных гипотетических сбросов, каждый из которых имеет предварительно заданное расположение относительно ствола 22 скважины, будет исследовано экспериментальным путем, как это более подробно описано далее.

На фиг.1 показана плоскость 90 сброса, расположение и ориентация которой заданы пользователем на шаге 60, показанном на фиг.3А. Плоскость сброса может быть задана путем установления положения центральной точки 92 в показателях ее фактической глубины по вертикали (TVD), координаты Х и координаты Y наряду со значением ширины сброса и значением длины сброса. Исходя из обычных математических знаний, ясно, что для полного определения положения и ориентации плоскости 90 сброса необходимо также задать пространственную ориентацию сброса (т.е. падение и простирание плоскости 90 сброса).

Согласно одной из дополнительных особенностей настоящего изобретения на следующем шаге 62 предложенного способа вычисляют влияние перемещения сброса, т.е. вычисляют напряжение сдвига по плоскости 90 сброса. На этом шаге 62 рассчитывают величину напряжения сдвига, которую необходимо внести в моделируемую систему, чтобы довести напряжение сдвига по плоскости 90 сброса до какого-либо заданного (определенного) уровня, например нулевого. Если выбран нулевой уровень, это равнозначно допущению перемещения вдоль плоскости сброса в направлении и на расстояние, достаточные для устранения всего расчетного напряжения сдвига по плоскости 90 сброса. Предполагается, что специалисты в данной области техники, ознакомившиеся с настоящим описанием, будут способны выполнить эти аналитические расчеты без излишнего экспериментирования.

В результате осуществления шага 62 получают модель напряжений для толщи 20 пород с допущением того, что сброс переместился в достаточной степени для того, чтобы напряжение по плоскости 90 сброса равнялось нулю (или заданной величине). Затем эту новую модель напряжений используют, как это представлено блоком 64 на фиг.3А, чтобы генерировать новую диаграмму прогнозирования вывала, т.е. диаграмму, сходную с диаграммой, показанной на фиг.4А, за исключением того, что она основана на новой модели напряжений, в которой допускается существование гипотетической плоскости 90 сброса, а не на исходной модели напряжений, в которой, как указано выше, допускается, что в толще 20 пород отсутствуют сбросы или любые известные сбросы в толще 20 пород являются неактивными.

Как указано в блоке 66 на фиг.3А, способ продолжается, как это показано после блока 68 на фиг.3Б. На этом следующем шаге 70 сравнивают новые моделированные данные, полученные на шаге 62 и использованные, чтобы генерировать на шаге 64 новую диаграмму прогнозирования, с фактическими данными напряжения сдвига, полученными после бурения скважины 22. Это сравнение вновь осуществляют путем построения диаграммы, подобной показанной на фиг.4Б, с тем, чтобы можно было визуально наблюдать степень соответствия между данными прогноза и фактическими данными.

Предложенный способ продолжается в блоке 74 принятия решений, в котором от пользователя требуется определить, является ли степень соответствия данных прогноза (в которых допускается существование плоскости 90 сброса) и фактических данных "согласующейся". Если да, как это представлено блоком 72, пользователь может (i) заключить, что предполагаемый сброс 90 является точным расчетом фактических условий в толще 20 пород или (ii) повторно осуществить способ, начиная с блока 60, но с допущением другой ориентации и положения сдвига, чтобы определить, можно ли достигнуть еще лучшей корреляции между данными прогноза и фактическими данными.

С другой стороны, если корреляция между данными прогноза и фактическими данными просто отсутствует, как это представлено блоком 76, предложенный способ также возвращается к шагу 60, на котором допускают другую ориентацию и положение сдвига, и повторно осуществляют шаг 62 моделирования напряжения сдвига по плоскости сброса, шаг 64 генерации модели и шаг 70 сравнения.

Описанный выше способ может быть итерационно повторен столько раз, сколько это необходимо или желательно в конкретном случае, чтобы обеспечить прогноз сбросовых состояний в толще пород, который считается настолько точным, насколько это необходимо в данном случае, как это отображено корреляцией между данными прогноза и фактическими данными на сравнительной диаграмме, такой как показана на фиг.4Б.

Авторами было экспериментальным путем установлено, что способ, проиллюстрированный на фиг.3А и 3Б, в большинстве случаев способен эффективно обеспечивать точное прогнозирование существования сбросов в толще 20 пород, даже когда через эти сбросы в действительности не проходит скважина 22.

На фиг.5 приведен пример сравнительной диаграммы, такой как показана на фиг.4Б, на которой представлена высока степень соответствия между данными прогноза (символы 80 вывала) и фактическими данными (черточки 82).

Согласно дополнительной особенности изобретения уменьшение возможности существования вывала в стволе скважины, таком как ствол 22 скважины, может являться таким же источником информации, как и в случаях, когда вывал присутствует. На фиг.6 приведен пример сравнительной диаграммы, на которой на конкретном участке TVD, в целом обозначенном позицией 90, отсутствует вывал согласно как фактическим данным (черточки 82), так и данным прогноза (символы вывала 80).

В приведенном выше подробном описании раскрыты система и способ для определения характеристик подземных структур вблизи стволов скважин. Хотя в описании рассмотрен конкретный вариант осуществления, подразумевается, что это сделано исключительно с целью проиллюстрировать различные признаки и особенности изобретения и не имеет целью ограничить объем изобретения, охарактеризованный в формуле изобретения. Предполагается и подразумевается, что в описанный вариант осуществления могут быть внесены различные замены, изменения и(или) усовершенствования, не выходящие за пределы объема и сущности изобретения, включая такие варианты и версии реализации, которые могли быть конкретно упомянуты или предложены в описании.

Claims (9)

1. Способ определения характеристик сбросов вблизи скважины, пробуренной в толще пород, в котором:
(а) генерируют исходную математическую модель напряжений, на основании которой можно прогнозировать состояния вывалов на протяжении траектории скважины в упомянутой толще пород,
(б) осуществляют буровые работы для формирования скважины в этой толще пород,
(в) получают фактические данные вывалов, отображающие фактические состояния вывалов вдоль скважины,
(г) сравнивают упомянутые фактические данные вывалов с данными вывалов, полученными из исходной модели напряжений, чтобы оценить ее точность,
(д) корректируют исходную модель напряжений, исходя из допущения существования плоскости сброса в указанной толще пород, и
(е) сравнивают фактические данные вывалов с данными вывалов, полученными из скорректированной модели напряжений, чтобы оценить ее точность.

2. Способ по п.1, в котором по меньшей мере один раз повторяют шаги (д) и (е).

3. Способ по п.1, в котором на упомянутой стадии (д) корректирования модели напряжений:
допускают существование плоскости сброса, имеющей заданное положение и ориентацию в указанной толще пород, вычисляют напряжение сдвига во множестве точек на упомянутой плоскости сброса и корректируют упомянутую модель напряжений, чтобы отразить состояние, в котором напряжение сдвига на упомянутой плоскости сброса доведено до заданной величины.

4. Способ по п.3, в котором на упомянутой стадии корректировки модели напряжений допускают наличие перемещения, происходящего в указанной плоскости в таком направлении и на такое расстояние, что напряжение сдвига в этой плоскости достигает упомянутой заданной величины.

5. Способ по п.4, в котором упомянутая заданная величина равна нулю.

6. Способ по п.1, в котором на упомянутой стадии (а) генерации модели напряжений математическим путем генерируют модель напряжений с допущением того, что в указанной толще пород отсутствуют активные сбросы или, что любые сбросы в этой толще пород не создают возмущение напряжения согласно модели.

7. Способ по п.1, в котором скважина не пересекает упомянутую предполагаемую плоскость сброса.

8. Машиночитаемое запоминающее устройство, содержащее программные команды, обеспечивающие при исполнении их компьютером выполнение способа по любому из пп.1-7.

9. Компьютерная программируемая система для определения характеристик сбросов вблизи скважины, пробуренной в толще пород, содержащая
по меньшей мере один процессор, работающий под управлением программного обеспечения для генерации математической модели напряжений в указанной толще пород, позволяющей прогнозировать состояния вывалов на протяжении скважины, системы бурения и датчиков для бурения скважины, и формирования данных, отражающих определенные датчиками фактические состояния вывалов на протяжении скважины, графический интерфейс для обеспечения наглядного представления прогнозированных состояний вывалов, полученных из упомянутой модели, и наглядного представления фактических состояний вывалов вдоль скважины, чтобы пользователь мог оценить степень корреляции упомянутых прогнозированных состояний вывалов с фактическими состояниями вывалов, пользовательский интерфейс, позволяющий пользователю управлять упомянутым по меньшей мере одним процессором, чтобы генерировать скорректированную модель напряжений для указанной толщи пород таким образом, чтобы модель напряжений можно было итерационно корректировать с целью достижения более высокой степени корреляции между состояниями вывалов, прогнозированными на основании упомянутой модели, и фактическими состояниями вывалов.

Images