RU2611204C1 - Electromagnetic logging method - Google Patents
Electromagnetic logging method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611204C1 RU2611204C1 RU2015147117A RU2015147117A RU2611204C1 RU 2611204 C1 RU2611204 C1 RU 2611204C1 RU 2015147117 A RU2015147117 A RU 2015147117A RU 2015147117 A RU2015147117 A RU 2015147117A RU 2611204 C1 RU2611204 C1 RU 2611204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- during drilling
- electromagnetic
- receiving antennas
- signals
- logging
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к области исследований скважин в процессе бурения и может быть использован для проведения каротажа и геонавигации нефтяных и газовых скважин в процессе бурения в составе MWD систем.The proposed method relates to the field of well research during drilling and can be used for logging and geo-navigation of oil and gas wells during drilling as part of MWD systems.
При бурении нефтяных и газовых скважин информация о геологических свойствах разреза необходима для оперативной оптимизации траектории скважин, особенно горизонтальных, с целью вывода разбуриваемой скважины в наиболее продуктивные в нефтяном или газовом отношении пласты.When drilling oil and gas wells, information on the geological properties of the section is necessary for the operational optimization of the trajectory of wells, especially horizontal ones, in order to bring the drilled well into the most productive oil or gas formations.
Известен способ электромагнитного каротажа скважин, заключающийся в возбуждении в зоне контроля переменного двухчастотного электрического поля посредством подключения системы каротажа к электрическому разделителю телеметрической системы с электромагнитным каналом связи. Для измерения сигналов реакции контролируемой среды используют указанный электрический разделитель, металлический кронштейн и диэлектрический корпус приборного контейнера, в котором размещена скважинная аппаратура каротажа. Способ реализуется с помощью устройства, содержащего телеметрическую систему с беспроводным электромагнитным каналом связи, датчики тока и преобразователи напряжения, три электронных ключа, двухканальный цифроаналоговый преобразователь, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, память команд, память хранения результатов, устройство ввода-вывода и цифровой сигнальный процессор с портом управления коммутацией и последовательным портом в качестве электродов для создания и измерения зондирующего электрического поля используются электрический разделитель, металлический кронштейн, корпусная точка скважинной аппаратуры каротажа и диэлектрический корпус приборного контейнера, в котором размещена аппаратура каротажа [Патент РФ 2199008, кл. Е21В 47/12, G01V 3/30, приоритет 16.08.2000].A known method of electromagnetic well logging, which consists in the excitation in the control zone of an alternating two-frequency electric field by connecting a logging system to an electric separator of a telemetry system with an electromagnetic communication channel. To measure the reaction signals of the controlled medium, the indicated electric separator, a metal bracket and the dielectric body of the instrument container, in which the downhole logging equipment is located, are used. The method is implemented using a device containing a telemetry system with a wireless electromagnetic communication channel, current sensors and voltage converters, three electronic keys, a two-channel digital-to-analog converter, a multi-channel analog-to-digital converter, a command memory, a memory for storing results, an input-output device and a digital signal processor with a switching control port and a serial port as electrodes for creating and measuring a probe electric field using tsya electric separator, the metal bracket, the housing point of the well logging equipment and instrumentation dielectric housing container, which accommodates the logging apparatus [Russian Patent 2199008, cl. ЕВВ 47/12, G01V 3/30, priority 16.08.2000].
Недостатком известного способа является пониженная надежность, связанная с использованием диэлектрических вставок, выполняющих функцию электрического разделителя.The disadvantage of this method is the reduced reliability associated with the use of dielectric inserts that perform the function of an electrical splitter.
Наиболее близким по технической реализации является [Патент РФ 2392644, кл. G01V 3/30, приоритет 21.05.2009], включающий операции возбуждения зондирующего электромагнитного поля в зоне контроля с помощью передающих антенн и измерения сигналов реакции контролируемой околоскважинной среды с помощью приемных антенн, размещенных внутри металлического кожуха со щелями, при этом измерение параметров принимаемого сигнала осуществляется последовательно во времени от каждой из передающих антенн. Способ реализуется компенсированным прибором электромагнитного каротажа в процессе бурения скважин малого диаметра, содержащим металлическую трубу, на которой расположены, как минимум, два приемных и два передающих антенных узла, каждый из которых содержит антенный провод, образующий, как минимум, один виток, ферритовые вставки и резонансный конденсатор, а также блок электроники, каждый антенный узел состоит из проточки на наружной поверхности металлической трубы для размещения разрезной гильзы, состоящей из двух одинаковых частей, на каждой из частей разрезной гильзы выполнены сквозные узкие продольные щели, на внутренней поверхности каждой из частей разрезной гильзы выполнена треугольная кольцевая проточка, в центре проточки на внешней поверхности металлической трубы, служащей для размещения разрезной гильзы, выполнена треугольная кольцевая проточка, размеры которой соответствуют треугольной кольцевой проточке, выполненной на разрезной гильзе, в проточке на наружной поверхности металлической трубы также выполнены узкие продольные щели, в которых расположены ферритовые вставки, в центре антенного канала, образованного треугольными кольцевыми проточками, размещается антенный провод, изолированный от металлической трубы и центрированный в антенном канале плазменно напыленным на поверхность треугольных кольцевых проточек слоем керамики на основе смеси оксида алюминия и диоксида титана, антенный провод соединен посредством гермовводов с резонансным конденсатором, расположенным в полости металлической трубы в непосредственной близости от антенного узла, полость защищена от внешнего гидростатического давления крышкой, втулкой и уплотнительными кольцами, резонансный конденсатор с помощью коаксиального кабеля электрически связан с блоком электроники, расположенным в баропрочном охранном кожухе, который размещен внутри металлической трубы и с помощью болтов и уплотнительных колец прикреплен к ней, разрезная гильза с помощью болтов прикреплена к металлической трубе, причем электрический контакт между разрезной гильзой и металлической трубой осуществляется посредством пайки.The closest in technical implementation is [RF Patent 2392644, cl.
Недостатком известного способа электромагнитного каротажа является невозможность одновременного определения удельной электрической проводимости разбуриваемого пласта по всем используемым зондам в процессе бурения, что существенно снижает информативность каротажа.The disadvantage of this method of electromagnetic logging is the impossibility of simultaneously determining the electrical conductivity of the drilling formation for all the probes used during drilling, which significantly reduces the information content of the logging.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и точности определения удельной электрической проводимости разбуриваемых пластов и, как следствие, эффективности управления буровым инструментом в процессе бурения наклонных и горизонтальных скважин.The objective of the invention is to increase the reliability and accuracy of determining the electrical conductivity of the drilled formations and, as a result, the efficiency of controlling the drilling tool during drilling of deviated and horizontal wells.
Указанная задача реализуется путем возбуждения зондирующего электромагнитного поля в зоне контроля и измерения сигналов реакции контролируемой околоскважинной среды с помощью соответственно передающих и приемных антенн, размещенных внутри металлического кожуха со щелями, возбуждение передающих антенн производится одновременно гармоническим высокочастотным сигналом с различающимися частотами f1…fn, принимаемые приемными антеннами сигналы усиливаются и подвергаются многоканальной узкополосной фильтрации с последующим накоплением отсчетов и выделением амплитудной и фазовой информации.This task is achieved by exciting a probe electromagnetic field in the control zone and measuring the reaction signals of the controlled near-wellbore environment using respectively transmitting and receiving antennas located inside a metal casing with slots, the transmitting antennas are excited simultaneously by a harmonic high-frequency signal with different frequencies f 1 ... f n , the signals received by the receiving antennas are amplified and subjected to multi-channel narrow-band filtering with subsequent accumulation iem samples and isolating the amplitude and phase information.
На фиг. 1 представлена упрощенная структурная схема процесса обработки информации, на фиг. 2 - конструкция, а на фиг. 3 - схема устройства, реализующего предлагаемый способ.In FIG. 1 shows a simplified block diagram of an information processing process, FIG. 2 is a construction, and in FIG. 3 is a diagram of a device that implements the proposed method.
Передатчики 11…1n облучают околоскважинное пространство высокочастотными сигналами с частотами соответственно f1…fn. Сигналы реакции контролируемой среды регистрируются приемниками 2 и 3. Сигналы с выходов приемников 2 и 3 поступают на входы цифровых фильтров соответственно 41…4n и 51…5n. Фильтры 4i и 5i настроены на частоту f1i. Сигналы с выходов фильтров 4i и 5i поступают на входы блока обработки 6i и характеризуют параметры среды по результатам облучения ее передатчиком 1i. Цифровая фильтрация фильтрами 41…4n, 51…5n осуществляется путем переноса спектра высокочастотного сигнала в низкочастотную область и последующего его усреднения на интервале времени tуср. Для эффективного разделения сигналов, поступающих от околоскважинной среды в результате высокочастотного облучения ее передатчиками, разность частот Δf должна составлять не менее 5/tуср, где tуср - длительность интервала усреднения. Учитывая то, что базовая частота исследования f0 при электромагнитном каротаже составляет не менее 400 кГц, a Δf равно единицам герц при tуср порядка 1c, частотный разнос каналов не вносит существенных погрешностей в процесс измерения. При этом ,The
гдеWhere
f0 - базовая частота измерения,f 0 - base measurement frequency,
i=1…n - номер передатчика,i = 1 ... n is the number of the transmitter,
[] - оператор взятия целой части числа,[] is the operator of taking the integer part of a number,
n - общее число передатчиков.n is the total number of transmitters.
Конструктивно устройство, реализующее способ электромагнитного каротажа в процессе бурения, содержит корпус 7, на котором размещены приемные 8 и 9 и передающие 101…10n антенные узлы, включающие в себя не менее одного витка провода, намотанного на изолирующей прокладке, и разрезную гильзу со щелями.Structurally, the device that implements the method of electromagnetic logging during drilling, comprises a
Устройство, реализующее способ электромагнитного каротажа в процессе бурения, содержит передатчики 111…11n, формирующие высокочастотные сигналы для передающих антенн 121…12n, облучающих околоскважинное пространство, приемные антенны 13 и 14, регистрирующие сигналы реакции контролируемой среды, которые поступают на входы приемников 15 и 16, с выхода их - на блок обработки 17 и с выхода его - на блок передачи информации на поверхность 18.A device that implements the method of electromagnetic logging during drilling, contains transmitters 11 1 ... 11 n , generating high-frequency signals for transmitting antennas 12 1 ... 12 n , irradiating the near-wellbore, receiving antennas 13 and 14, recording reaction signals of the controlled medium that are received at the inputs receivers 15 and 16, from their output to the processing unit 17 and from its output to the information transfer unit to the surface 18.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Блок обработки 17 передает по общей шине передатчикам информацию, определяющую режимы работы передатчиков, соответствующие частотам излучения f1…fn. Синхронизация высокочастотных колебаний всех передатчиков 111…11n производится единой тактовой последовательностью, также формируемой блоком обработки 17.The processing unit 17 transmits via a common bus to the transmitters information defining the operating modes of the transmitters corresponding to the radiation frequencies f 1 ... f n . The synchronization of high-frequency oscillations of all transmitters 11 1 ... 11 n is a single clock sequence, also formed by the processing unit 17.
Сигналы реакции контролируемой среды с выходов приемных антенн 13 и 14 регистрируются приемниками 15 и 16, с выходов которых поступают в блок обработки 17, в котором осуществляется их многоканальная фильтрация с частотами f1…fn, выделение амплитудной и фазовой информации, характеризующей проводящие свойства околоскважинного пространства и передачу этой информации на поверхность блоком 18.The reaction signals of the controlled medium from the outputs of the receiving antennas 13 and 14 are recorded by the receivers 15 and 16, from the outputs of which they enter the processing unit 17, in which they are multi-channel filtered with frequencies f 1 ... f n , the selection of amplitude and phase information characterizing the conductive properties of the near-wellbore space and the transmission of this information to the surface by block 18.
Использование распределенной системы управления и обработки, введение элементов цифрового синтеза частот в состав передатчиков повышает функциональную устойчивость приборов, реализующих данный способ. Цифровые фильтры могут быть выполнены на базе ПЛИС, DSP даже 32-разрядных микропроцессорах, вычислительной мощности которых вполне достаточно для реализации 4-6 фильтров предлагаемой структуры.Using a distributed control and processing system, introducing elements of digital frequency synthesis into the composition of transmitters increases the functional stability of devices that implement this method. Digital filters can be made on the basis of FPGAs, DSP even 32-bit microprocessors, the processing power of which is enough to implement 4-6 filters of the proposed structure.
Таким образом, предложенный способ позволяет проводить электромагнитный каротаж скважин непосредственно в процессе бурения.Thus, the proposed method allows for electromagnetic well logging directly during drilling.
Использование многочастотной обработки при электромагнитном каротаже позволяет повысить пространственную точность определения удельной электрической проводимости пластов.The use of multi-frequency processing with electromagnetic logging allows to increase the spatial accuracy of determining the electrical conductivity of the reservoirs.
Предлагаемый способ легко реализуется с использованием современной элементной базы, применение его позволяет повысить конкурентоспособность отечественных систем исследования скважин в процессе бурения.The proposed method is easily implemented using a modern elemental base, its application can improve the competitiveness of domestic systems for researching wells during drilling.
Предлагаемое устройство реализовано при разработке и выпуске комплексной скважинной аппаратуры и опробовано в условиях месторождений Западной Сибири, что позволяет сделать вывод о «Промышленной применимости».The proposed device was implemented in the development and production of integrated downhole equipment and tested in the conditions of deposits in Western Siberia, which allows us to conclude that “Industrial applicability”.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147117A RU2611204C1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Electromagnetic logging method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015147117A RU2611204C1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Electromagnetic logging method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2611204C1 true RU2611204C1 (en) | 2017-02-21 |
Family
ID=58458911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015147117A RU2611204C1 (en) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Electromagnetic logging method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2611204C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1004940A1 (en) * | 1981-05-06 | 1983-03-15 | Институт геологии и геофизики СО АН СССР | Device for logging-type electromagnetic probing |
SU1257593A1 (en) * | 1985-04-04 | 1986-09-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Device for electrical log sounding |
SU1594354A1 (en) * | 1986-07-14 | 1990-09-23 | Научно-производственное объединение "Рудгеофизика" | Method and apparatus for electric geologic survey |
US5682099A (en) * | 1994-03-14 | 1997-10-28 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for signal bandpass sampling in measurement-while-drilling applications |
RU2368922C2 (en) * | 2002-11-22 | 2009-09-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Definition method of vertical and horizontal specific resistance, and also angles of relative inclination in anisotropic geological materials |
RU2392644C1 (en) * | 2009-05-21 | 2010-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие по геофизическим работам, строительству и закачиванию скважин" (ОАО НПП "ГЕРС") | Compensated electromagnetic logging device during slim hole drilling |
RU2421760C1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-06-20 | Владимир Алексеевич Королев | Device for logging electro-magnetic scanning probing |
-
2015
- 2015-11-03 RU RU2015147117A patent/RU2611204C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1004940A1 (en) * | 1981-05-06 | 1983-03-15 | Институт геологии и геофизики СО АН СССР | Device for logging-type electromagnetic probing |
SU1257593A1 (en) * | 1985-04-04 | 1986-09-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики | Device for electrical log sounding |
SU1594354A1 (en) * | 1986-07-14 | 1990-09-23 | Научно-производственное объединение "Рудгеофизика" | Method and apparatus for electric geologic survey |
US5682099A (en) * | 1994-03-14 | 1997-10-28 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for signal bandpass sampling in measurement-while-drilling applications |
RU2368922C2 (en) * | 2002-11-22 | 2009-09-27 | Бейкер Хьюз Инкорпорейтед | Definition method of vertical and horizontal specific resistance, and also angles of relative inclination in anisotropic geological materials |
RU2392644C1 (en) * | 2009-05-21 | 2010-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие по геофизическим работам, строительству и закачиванию скважин" (ОАО НПП "ГЕРС") | Compensated electromagnetic logging device during slim hole drilling |
RU2421760C1 (en) * | 2010-03-30 | 2011-06-20 | Владимир Алексеевич Королев | Device for logging electro-magnetic scanning probing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419820C2 (en) | Procedure and device for transfer or reception of information between downhole equipment and surface | |
RU2305300C2 (en) | Device for suppressing influences of well, caused by directional or transverse magnetic dipole (variants), device, meant for positioning on a cable, and method for changing flow of axial electric current (variants) | |
US5543715A (en) | Method and apparatus for measuring formation resistivity through casing using single-conductor electrical logging cable | |
RU2606737C2 (en) | System and method for measuring or creating electric field in well | |
RU2620671C1 (en) | Method, device and system for determining distance from target well | |
CA2788228C (en) | Borehole resistivity imager using discrete energy pulsing | |
EA022795B1 (en) | System and method for receiving and decoding electromagnetic transmissions within a well | |
US9765612B2 (en) | Time-frequency domain multiplexing apparatus, methods, and systems | |
US11662495B2 (en) | Sonic through tubing cement evaluation | |
MX2011012423A (en) | Borehole compensated resistivity logging tool having an asymmetric antenna spacing. | |
EA025452B1 (en) | System and method for remote sensing | |
RU2392644C1 (en) | Compensated electromagnetic logging device during slim hole drilling | |
US20140312906A1 (en) | Fractal shaped antenna for downhole logging | |
RU2611204C1 (en) | Electromagnetic logging method | |
WO2014179521A2 (en) | Method for identifying chemical species in a substance using nqr | |
CA2974085C (en) | Antenna for downhole communication using surface waves | |
RU2010135042A (en) | ELECTROMAGNETIC LOGGING DEVICE DURING DRILLING | |
RU2533334C1 (en) | Device for studies of dynamic state of rocks in well | |
US10138726B2 (en) | Downhole communications using selectable frequency bands | |
CN110725681A (en) | Near-bit measuring device | |
RU2704416C2 (en) | Method and system for operation and monitoring of production well or well of underground storage of fluid medium | |
RU2466431C1 (en) | Method and apparatus for induction well logging during drilling process | |
RU2733110C1 (en) | Downhole multifrequency introscope for investigation of near-borehole space | |
RU2199008C2 (en) | Method of electromagnetic well logging in course of drilling and device for method embodiment | |
RU2319010C1 (en) | Method to outline increased stress zone in rock massif and device for electromagnetic rock radiation signal measurement in well |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191104 |