Опережающий просмотр при применениях долота

Опережающий просмотр при применениях долота

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

В общем, настоящее изобретение относится к системам, обладающим возможностью выполнения скважинного каротажа.

Предпосылки создания изобретения

При бурении скважин для проведения разведки на нефть и газ понимание структуры и свойств геологического пласта, окружающего ствол скважины, обеспечивает информацию для содействия такой разведке. Однако среда, в которой работают бурильные инструменты, находится на значительном расстоянии от поверхности, и измерения, необходимые для управления работой такого оборудования, выполняют на местах установки оборудования. Каротаж представляет собой процесс выполнения измерений датчиками, расположенными в скважине, которые могут давать ценную информацию относительно характеристик пласта. В способах измерений могут использоваться электромагнитные сигналы, с помощью которых можно выполнять глубинные измерения, на которые меньше влияют ствол скважины и эффекты зоны, охваченной бурением, и малоглубинные измерения вблизи прибора, образующего зондирующие сигналы. Обычно применяемые приборы располагают над буровым двигателем на бурильной колонне и выполняют измерения из пластов, которые уже пройдены буровым долотом. Кроме того, полезность таких измерений может зависеть от точности или качества информации, получаемой в результате таких измерений.

Краткое описание чертежей

На чертежах:3

фиг. 1 - структурная схема примера устройства, имеющего прибор для выполнения измерений перед буровым долотом, согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 2 - действия примера способа опережающего просмотра для применений долота при операции бурения согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 3А и 3В - иллюстрация вычисления сигнала опережающего просмотра согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 4А и 4В - иллюстрация эффекта подавления сигналов из слоев согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 5А и 5В - иллюстрация объединенных геометрических факторов для прибора согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 6 - иллюстрация сочетаний углов наклона, при которых достигается эффект подавления сигналов из слоев для различных углов падения, при этом угол простирания падения выровнен относительно диполей, согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 7 - иллюстрация объединенных геометрических факторов для среды с большой проводимостью согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 8 - иллюстрация геометрических факторов, связанных с двумя различными разнесениями, согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 9А-9С - три примера конфигураций с подавлением сигналов из слоев и соответствующих областей чувствительности согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 10А и 10В - примеры основных конфигураций глубинных измерений и малоглубинных измерений согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 11 - иллюстрация приведенных для сравнения периодического дифференциального измерения и измерения с подавлением сигналов из слоев согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 12 - пример системы регистрации данных согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 13 - действия примера способа вычисления сигнала опережающего просмотра с помощью малоглубинной и глубинной инверсии согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 14 - действия примера способа вычисления сигнала опережающего просмотра при использовании только малоглубинных сигналов согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 15 - пример вычисления сигнала опережающего просмотра с помощью деконволюции согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 16 - пример вычисления свойств глубинного слоя с помощью полной инверсии согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 17 - пример вычисления свойств глубинного слоя с помощью простой инверсии согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 18 - пример вычисления свойств глубинного слоя с помощью инверсии согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 19 - пример диаграммы принятия решения о геонавигации согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 20 - иллюстрация геометрических факторов, связанных с двумя различными расстояниями между излучателем и приемником, согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 21 - иллюстрация некаузального обратного фильтра согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 22 - иллюстрация каузального обратного фильтра согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 23 и 24 - иллюстрация синтетической каротажной диаграммы (на каждой фигуре) при нулевом угле падения и четырех слоях в процессе выполнения инверсии согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 25 - синтетическая каротажная диаграмма с четырьмя слоями в процессе выполнения деконволюции согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 26 и 27 - приведенные для сравнения стандартная конфигурация и конфигурация с подавлением сигналов из слоев для случая большого количества слоев с вариацией удельного сопротивления согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 28А-С - пример ступенчатого отклика и примеры моделей дифференциального сигнала согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 29 - иллюстрация скорректированного за влияние скин-эффекта сигнала для типового случая согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 30А-В - иллюстрация обращенных дальностей до границы и контраста удельной проводимости для типового случая согласно различным вариантам осуществления;

фиг. 31 - структурная схема примера системы для управления активацией компоновки антенн и обработки принимаемых сигналов при опережающем просмотре для применений долота согласно различным вариантам осуществления; и

фиг. 32 - иллюстрация варианта осуществления системы на буровой площадке согласно различным вариантам осуществления.

Подробное описание

Нижеследующее подробное описание связано с сопровождающими чертежами, на которых показаны для иллюстрации, а не для ограничения, различные варианты осуществления, в соответствии с которыми изобретение может быть применено на практике. Эти варианты осуществления описываются достаточно подробно, чтобы дать возможность специалистам в данной области техники применить на практике эти и другие варианты осуществления. Другие варианты осуществления могут использоваться, и структурные, логические и электрические изменения могут быть сделаны к этим вариантам осуществления. Различные варианты осуществления необязательно являются взаимно исключающими, поскольку некоторые варианты осуществления можно объединять с одним или несколькими другими вариантами осуществления для образования новых вариантов осуществления. Поэтому нижеследующее подробное описание не следует рассматривать в ограничительном смысле.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства 100 согласно варианту осуществления, имеющего прибор 105 для выполнения измерений перед буровым долотом, который можно использовать для обнаружения сигнала опережающего просмотра и для определения свойств в скважине 102. Прибор 105 может иметь компоновку излучателей и приемников 110-1, 110-2,…, 110-(N-1), 110-N, распределенных вдоль продольной оси 107 прибора 105. Эти излучатели и приемники могут выполнять функцию захвата сигналов вблизи прибора 105, в областях позади прибора 105 и в областях, прилегающих к боковым сторонам прибора 105. Эти сигналы с относительно небольших дальностей можно назвать малоглубинными сигналами. Кроме того, эти излучатели и приемники могут выполнять функцию захвата сигналов в областях перед прибором 105, а при расположении прибора 105 на бурильной конструкции сигналы, захватываемые перед прибором 105, могут быть из областей перед буровым долотом. Эти сигналы с относительно больших дальностей, с более значительных глубин по сравнению с малоглубинными сигналами, можно назвать глубинными сигналами. Для работы компоновки излучателей и приемников 110-1, 110-2,…, 110-(N-1), 110-N можно выбирать пары излучатель-приемник с заданным расстоянием между излучателем и приемником в каждой соответствующей паре. Большие расстояния можно использовать для зондирования перед буровым долотом и регистрации глубинных сигналов. Меньшие расстояния можно использовать для зондирования областей пласта вокруг прибора 105. Глубинный сигнал и малоглубинный сигнал могут находиться в соответствии с расстоянием излучатель-приемник, которое, в свою очередь, может определяться положением излучателей и приемников позади бурового долота. Например, малоглубинное измерение может включать в себя вклады из областей, находящихся на расстоянии от около 1 дюйма (25,4 мм) до около 10 футов (3 м) от прибора, а глубинное измерение может включать в себя вклады из областей, находящихся на расстоянии от около 5 футов (1,5 м) до около 200 футов (61 м) от прибора. Когда выполняют малоглубинные и глубинные измерения, глубинные измерения включают в себя вклады из областей, более удаленных от прибора, чем малоглубинные измерения. Например, без ограничения указанным ниже значением в глубинных измерениях могут иметься вклады с расстояний от прибора, которые по меньшей мере на 25% больше, чем расстояния, с которых обеспечиваются вклады в малоглубинные измерения. Различие расстояний вложения вкладов может быть меньше или больше чем 25%.

Компоновка излучающих антенн и приемных антенн может быть распределена вдоль продольной оси 107 прибора 105, которая по существу перпендикулярна поперечному сечению прибора, соответствующему поперечному сечению утяжеленной бурильной трубы в бурильной колонне. Компоновка может включать в себя излучатели и приемники, разнесенные друг от друга таким образом, что один из излучателей или приемников расположен ближе всего к буровому долоту, а последний из излучателей или приемников в компоновке находится дальше всего от бурового долота. Один излучатель или приемник, ближайший к буровому долоту, можно располагать как можно ближе к буровому долоту. Чем ближе к буровому долоту начинается компоновка, тем дальше от бурового долота можно определять свойства пласта. Первую антенну можно помещать на утяжеленную бурильную трубу позади бурового двигателя. В качестве варианта первую антенну можно помещать на буровой двигатель, а не на утяжеленную бурильную трубу позади бурового двигателя.

Пары излучатель-приемник можно располагать на приборе 105 с приданием ориентации относительно продольной оси 107 прибора 105 путем использования определенного сочетания угла наклона излучателя и угла наклона приемника, при которых могут подавляться сигналы из слоев между соответствующими излучателем и приемником из пары. Угол наклона излучателя может быть таким же, как угол наклона приемника, или может отличаться от угла наклона приемника. Например, приемник может иметь нулевой угол наклона, а излучатель может иметь ненулевой угол наклона. Эта компоновка излучателя и приемника на приборе 105 может делать прибор 105 нечувствительным к свойствам области сбоку от прибора. Для исключения эффектов вокруг прибора и фокусировки перед долотом можно реализовать обработку сигналов, регистрируемых на приемнике из пары в ответ на зондирующий сигнал, излучаемый излучателем из пары. Расположение излучателей и их соответствующих приемников с образованием ориентации, при которой подавляются сигналы из конкретных слоев, можно реализовать для заданного угла падения. В случае излучателей и их соответствующих приемников, расположенных с образованием ориентации для нулевого угла падения, при которой подавляются сигналы из конкретных слоев, работа при другом угле падения может приводить, например, к неполному подавлению сигналов из слоев. Однако может быть диапазон углов падения, отличающихся от угла падения, в соответствии с которым излучатель и приемник располагают для по существу полного подавления сигналов из слоев, при котором сигналы из слоев по существу подавляются. Подавление по существу может включать в себя подавление на 90% относительно оптимального подавления. Количество излучателей и приемников 110-1, 110-2,…, 110-(N-1), 110-N прибора 105 может быть достаточным для образования пар излучатель-приемник с различной ориентацией, так что оптимальное подавление сигналов из слоев может быть получено с помощью прибора 105 для некоторого количества различных углов падения.

Опережающие измерения для получения сигнала опережающего просмотра или определения свойств пласта перед буровым долотом можно выполнять прибором 105 без использования ориентированных пар излучатель-приемник, так что при работе пар излучатель-приемник не будет обеспечиваться подавление сигналов из слоев. Данные из одного или нескольких малоглубинных измерений можно вычитать из глубинного измерения, чтобы получать опережающее измерение. Данные опережающего просмотра можно обрабатывать, чтобы получать сигнал опережающего просмотра и чтобы определять свойства пласта перед буровым долотом.

Прибор 105 может иметь множество антенн, скомпонованных парами. Первая антенная пара излучатель-приемник может иметь расстояние между излучателем и приемником первой антенной пары излучатель-приемник в пределах от двух футов (0,6 м) до двадцати футов (6 м) для выполнения таких малоглубинных измерений, при которых сигналы из слоев по существу подавляются между излучателем и приемником первой антенной пары излучатель-приемник. Вторая антенная пара излучатель-приемник может иметь расстояние между излучателем и приемником второй антенной пары излучатель-приемник в пределах от двадцати футов (6 м) до ста футов (30 м) для выполнения таких глубинных измерений, при которых сигналы из слоев по существу подавляются между излучателем и приемником второй антенной пары излучатель-приемник. Излучающую антенну первой антенной пары излучатель-приемник располагают как излучающую антенну второй антенной пары излучатель-приемник или приемную антенну первой антенной пары излучатель-приемник располагают как приемную антенну второй антенной пары излучатель-приемник.

Устройство 100 может включать в себя блок 120 управления для управления возбуждением излучателей прибора 105 и приемом сигналов приемниками прибора 105. Блок 120 управления может быть приспособлен для выполнения операций по выбору антенн из множества антенн в одной или нескольких парах излучатель-приемник, расположенных для выполнения одного или нескольких глубинных измерений и одного или нескольких малоглубинных измерений, когда устройство работает внутри скважины. Блок 120 управления может быть приспособлен для выполнения операций по выбору антенн из множества антенн в одной или нескольких парах излучатель-приемник, расположенных для по существу подавления сигналов из слоев между излучающей антенной и приемной антенной соответствующей пары излучатель-приемник, когда прибор работает внутри скважины. Наряду с выполнением других работ с использованием излучающей антенны и соответствующей приемной антенны блок 120 управления может быть приспособлен для выполнения абсолютного глубинного измерения, относительного глубинного измерения с дополнительным приемником или компенсированного глубинного измерения с дополнительным приемником и дополнительным излучателем, так что сигналы из слоев будут по существу подавляться между антенными парами излучатель-приемник при соответствующих измерениях. Блок 120 управления может управлять прибором 105, имеющим четыре антенны, расположенные для выполнения малоглубинных измерений и глубинных измерений, и при этом в результате работы четырех антенн будут по существу подавляться сигналы из слоев. Блок 120 управления может управлять прибором 105, имеющим меньше четырех антенн, расположенных для выполнения малоглубинных измерений и глубинных измерений, и при этом, как и в случае четырех антенн, будут по существу подавляться сигналы из слоев. Блок 120 управления может работать совместно с блоком 126 обработки данных для обработки сигналов, принимаемых с приемников в приборе 105.

Блок 126 обработки данных может быть приспособлен для выполнения операций по обработке данных одного или нескольких глубинных измерений и одного или нескольких малоглубинных измерений с образованием сигнала опережающего просмотра по существу без вкладов из областей, прилегающих к боковым сторонам прибора. Блок 126 обработки данных может включать в себя инструментальные средства для выполнения одного или нескольких способов обработки сигналов из малоглубинных измерений и сигналов из глубинных измерений с образованием сигнала опережающего просмотра. Сигнал опережающего просмотра определяется как сигнал, коррелированный с областью перед буровым долотом, связанным с операцией бурения. Кроме того, в блоке 126 обработки данных образованный сигнал опережающего просмотра может использоваться для определения свойств пласта перед буровым долотом. Сигнал опережающего просмотра и/или определенные свойства пласта перед буровым долотом можно использовать для принятия решения о геонавигации. Геонавигация представляет собой целенаправленное управление для коррекции направления бурения.

Способы определения сигнала опережающего просмотра и/или свойств пласта перед буровым долотом могут включать в себя различные применения операций инверсии, прямого моделирования, использование синтетических каротажных диаграмм и способов фильтрации. Операции инверсии могут включать в себя сравнение измерений с прогнозами из модели, в результате которого можно определять значение или пространственную вариацию физического свойства. Операция обычной инверсии может включать в себя определение вариации электрической удельной проводимости в пласте на основании измерений наведенных электрических и магнитных полей. В других способах, таких как прямое моделирование, имеют дело с вычислением ожидаемых наблюдаемых значений в зависимости от предполагаемой модели. Синтетическая каротажная диаграмма представляет собой каротажную диаграмму, моделированную на основании моделированного отклика прибора при известных параметрах пласта. Синтетическую каротажную диаграмму образуют численным моделированием взаимодействия прибора и пласта, обычно с включением моделирования для каждой глубины на каротажной диаграмме от точки к точке.

Блок 126 обработки данных может быть приспособлен для выполнения операций по выравниванию данных одного или нескольких малоглубинных измерений в зависимости от геометрических факторов относительно данных одного или нескольких глубинных измерений, чтобы различием между данными одного или нескольких глубинных измерений и выровненными данными одного или нескольких малоглубинных измерений обеспечивался сигнал опережающего просмотра. Выравнивание можно реализовать обратным фильтром. Блок 126 обработки данных может быть приспособлен для выполнения инверсии на основании сигналов из одного или нескольких малоглубинных измерений и сигналов из одного или нескольких глубинных измерений и для выполнения операций по вычитанию ожидаемого глубинного сигнала, получаемого в результате инверсии, из измеряемого сигнала глубинных измерений для образования сигнала опережающего просмотра. Блок 126 обработки данных может быть приспособлен для выполнения инверсии на основании сигналов из одного или нескольких малоглубинных измерений без входных данных одного или нескольких глубинных измерений и для выполнения операций по вычитанию сигнала, получающегося в результате инверсии, применяемой при прямом моделировании глубинной конфигурации, для образования сигнала опережающего просмотра. Данные, получаемые с выбираемых антенных пар излучатель-приемник, в блоке 126 обработки данных могут использоваться для по существу подавления сигналов из слоев между излучающей антенной и приемной антенной соответствующей пары излучатель-приемник в ответ на работу излучающей антенны. Данные, получаемые с антенных пар излучатель-приемник, в блоке 126 обработки данных могут использоваться без подавления сигналов из слоев.

Излучатели и приемники 110-1, 110-2,…, 110-(N-1), 110-N прибора 105 могут быть скомпонованы в совместно используемые многочисленные антенны с различными углами наклона. Схемы и устройства обработки, исполняющие инструкции в блоке 120 управления и блоке 126 обработки данных, могут выполнять операции искусственного образования углов наклона путем объединения сигналов от совместно используемых многочисленных антенн с различными углами наклона. Такая схема позволяет алгоритмически оптимизировать подавление сигналов в устройстве 100 для различных углов падения пластов. Схемы и устройства обработки, исполняющие инструкции в блоке 120 обработки и блоке 126 обработки данных, могут выполнять операции искусственного образования углов наклона путем объединения сигналов от совместно используемых многочисленных антенн для искусственного образования углов наклона, чтобы подавлять сигналы из слоев между совместно используемыми многочисленными антеннами. Оптимизированное подавление сигналов можно использовать для получения сигнала опережающего просмотра и оценивания свойств пласта перед буровым долотом.

Излучатели и приемники 110-1, 110-2,…, 110-(N-1), 110-N прибора 105 могут быть скомпонованы в набор излучателей и приемников, имеющих выбранные углы наклона, так что могут быть подавлены сигналы из слоев за пределами области между соответствующими излучателями и приемниками из этого набора. Этим обеспечивается подавление, противоположное подавлению сигнала из слоя между излучателем и соответствующим приемником, рассмотренному ранее. Этим получают малоглубинный отсчет, который сосредоточен вокруг прибора и который можно использовать вместо других малоглубинных измерений, упомянутых в этой заявке. Излучающая антенна и приемная антенна могут быть расположены вдоль продольной оси прибора 105, так что по меньшей мере одна из излучающей антенны и приемной антенны может иметь угол наклона относительно продольной оси прибора, при этом ориентациями излучающей антенны и приемной антенны относительно продольной оси и относительно друг друга будет обеспечиваться оперативное подавление сигналов из слоев за пределами области между соответствующими излучателем и приемником. Схемы и устройства обработки, исполняющие инструкции в блоке 120 управления и блоке 126 обработки данных, могут выполнять операции искусственного образования углов наклона путем объединения сигналов от совместно используемых многочисленных антенн для подавления сигналов из слоев за пределами области между совместно используемыми многочисленными антеннами. В применениях, в которых сигналы, связанные с углами наклона излучателя и приемника, искусственно образуют от совместно используемых антенн с различными углами наклона, одну и ту же пару из излучателя и приемника можно использовать для фокусировки вперед и фокусировки вокруг прибора 105.

Блок 120 управления и/или блок 126 обработки данных можно располагать на поверхности скважины 102 в оперативной связи с прибором 105 через механизм связи. Такой механизм связи можно реализовать как связное транспортное средство, которое является стандартным при скважинных работах. Блок 120 управления и/или блок 126 обработки данных можно распределять вдоль механизма, а прибор 105 помещать в скважину 102. Блок 120 управления и/или блок 126 обработки данных можно объединять с прибором 105, чтобы блок 120 управления и/или блок 126 обработки данных работали в скважине 102. Блок 120 управления и/или блок 126 обработки данных можно распределять вдоль прибора 105. Такими вариантами осуществления при наличии механизма геонавигации могут обеспечиваться стабильное и глубинное оценивание пластов, сквозь которые еще не прошло буровое долото во время операции бурения, предотвращение опасных ситуаций, таких как выбросы и повышенный отбор углеводородов.

Устройство 100 может быть приспособлено для реализации в стволе скважины системы измерений в процессе бурения (ИПБ), такой как система каротажа во время бурения (КВБ). Прибор 105 можно располагать на буровом долоте, предназначенном для выполнения операции бурения. В качестве варианта прибор 100 можно выполнять подвешенным на каротажном кабеле.

На фиг. 2 показаны действия в способе согласно примеру варианта осуществления, предназначенном для опережающего просмотра в случае применения долота для операции бурения. На этапе 210 управляют активацией прибора, расположенного в скважине, при этом прибор имеет компоновку разнесенных излучающих антенн и приемных антенн, способных работать выбранными парами излучатель-приемник. Управление активацией прибора может включать в себя выбор такой работы антенных пар излучатель-приемник, при которой сигналы из слоев между излучающей антенной и приемной антенной соответствующей пары излучатель-приемник по существу подавляются в ответ на излучение зондирующего сигнала излучающей антенной. Антенные пары излучатель-приемник могут работать в режиме, в котором сигналы из слоев между излучающей антенной и приемной антенной соответствующей пары излучатель-приемник не подавляются относительно зондирующего сигнала от излучателя.

На этапе 220 регистрируют глубинный сигнал из глубинного измерения с использованием пары излучатель-приемник и один или несколько малоглубинных сигналов из одного или нескольких малоглубинных измерений с использованием одной или нескольких других пар излучатель-приемник. В ситуациях, когда при работе излучателя подавление сигналов из слоев отсутствует, можно выполнять многочисленные малоглубинные измерения.

На этапе 230 обрабатывают один или несколько малоглубинных сигналов, образуют модельный сигнал для областей, прилегающих к боковым сторонам и задней стороне прибора. На этапе 240 сигнал опережающего просмотра по существу без вкладов из областей, прилегающих к прибору, формируют путем обработки глубинного сигнала в зависимости от модельного сигнала.

Обработка одного или нескольких малоглубинных сигналов и формирование сигнала опережающего просмотра может включать в себя выравнивание одного или нескольких малоглубинных сигналов в зависимости от геометрических факторов относительно глубинного сигнала, так что разностью между глубинным сигналом и выровненным одним или несколькими сигналами обеспечивается сигнал опережающего просмотра. Выравнивание одного или нескольких малоглубинных измерений может включать в себя образование фильтра параллельного переноса с малой глубины на большую глубину путем деконволюции малоглубинных геометрических факторов и глубинных геометрических факторов. Обработка одного или нескольких малоглубинных сигналов может включать в себя выполнение инверсии на основании одного или нескольких малоглубинных сигналов и глубинных сигналов, так что в результате инверсии модельный сигнал получают как ожидаемый глубинный сигнал. Следовательно, формирование сигнала опережающего просмотра может включать в себя вычитание модельного сигнала из глубинного сигнала для образования сигнала опережающего просмотра. Обработка одного или нескольких малоглубинных сигналов может включать в себя выполнение инверсии на основании одного или нескольких малоглубинных сигналов без входных данных из глубинного сигнала и применение сигнала, получающегося в результате инверсии, для прямого моделирования глубинной конфигурации, чтобы получать модельный сигнал. Следовательно, формирование сигнала опережающего просмотра может включать в себя вычитание модельного сигнала из глубинного сигнала для образования сигнала опережающего просмотра.

Согласно различным вариантам осуществления инверсию можно выполнять при использовании сигнала опережающего просмотра и параметров слоев вокруг прибора, чтобы получать удельные сопротивления и положения глубинных слоев перед буровым долотом, соответствующим прибору. Сигнал опережающего просмотра может анализироваться в скважине во время операции бурения и решение о геонавигации может приниматься в скважине на основании анализа. В качестве варианта решение о геонавигации может приниматься на поверхности после рассмотрения анализа или выполнения анализа на поверхности. Действия на поверхности могут выполняться через посредство пользовательского интерфейса, работающего вместе с дисплеем, на котором оператору представляется анализ или части анализа. Удельные сопротивления и положения глубинных слоев можно получать по мере продвижения бурового долота вперед. Операцию бурения можно приостанавливать на основании определения, что изменения удельного сопротивления по мере продвижения бурового долота вперед превышают порог для изменения удельного сопротивления. Превышение порогового значения может указывать на опасные изменения давления перед долотом.

Как правило, все доступные для приобретения электромагнитные приборы очень чувствительны к свойствам пласта, которые имеются на участке между положениями излучателя и приемника. Однако при некоторых применениях может быть желательно иметь более высокую чувствительность выше или ниже этого участка. Например, такая чувствительность может быть желательной при геонавигации. При геонавигации измерения можно выполнять в окрестности бурового долота во время бурения, чтобы эффективно направлять траекторию скважины к продуктивным зонам или прекращать бурение до проникновения в опасную зону. Хотя было сделано несколько попыток создать приборы, чувствительные к свойствам пласта перед долотом, почти во всех случаях эти приборы оставались более чувствительными к свойствам пласта сбоку от прибора. В результате измерения усложняются вариациями профиля пласта вокруг прибора.

Согласно различным вариантам осуществления можно реализовать процесс исключения эффектов вокруг прибора и обеспечения фокусировки перед долотом. Этот процесс можно выполнять при использовании определенного сочетания угла наклона излучателя и угла наклона приемника для подавления сигналов из слоев, которые находятся между излучателем и приемником, и изготовлении прибора не чувствительным к свойствам области сбоку от прибора. См., например, фиг. 4А и 4В. Результирующие чувствительные области показаны в левой рамке на фиг. 3А, тогда как в целом на фиг. 3А показано опережающее измерение при углах наклона, обеспечивающих подавление сигналов из слоев. В качестве второй процедуры отдельное малоглубинное измерение может быть выровнено в зависимости от геометрического фактора относительно первого измерения с помощью обратного фильтра и затем вычтено из первого измерения. См., например, среднюю и правую рамки на фиг. 3А. Однако заметно, что процесс, показанный на фиг. 3А, может иметь важное значение для оценивания операции бурения, если малоглубинные измерения не вычитаются. В качестве варианта в процессе можно использовать вычитание при произвольных углах наклона без подавления сигнала из слоя, как это показано на фиг. 3В, на которой представлено опережающее измерение при произвольных углах наклона.

Ранее было раскрыто, что при определенном сочетании углов наклона излучателя и приемника прибора можно подавлять прямой сигнал от излучателя к приемнику прибора. Согласно примеру варианта осуществления при другом подходе подавляются сигналы, которые обусловлены слоями пласта между излучателем и приемником. Следует заметить, что хотя это определенное сочетание углов наклона не приводит к снижению чувствительности при рассмотрении индивидуальных точек в трехмерном пространстве, оно приводит к снижению чувствительности на планарных границах для заданных падения и простирания вследствие эффектов подавления сигналов из слоев на протяжении поверхностей, показанных на фиг. 4А и 4В. На фиг. 4А показан пример эффектов подавления сигналов из слоев при наличии границы между излучателем и приемником. На фиг. 4В показан пример эффектов подавления сигналов из слоев при наличии границы за пределами участка излучатель-приемник. В результате, вариант осуществления примера процесса может ограничиваться планарными поверхностями с известными углами падения и простирания. Видно, что даже если поверхности не являются идеально планарными или падение и простирание не являются точно известными, использованием процессов, рассмотренных в этой заявке, все же можно получать хорошее подавление.

На фиг. 5А и 5В показаны объединенные геометрические факторы для прибора. Эти факторы представлены для прибора с одним излучателем, одним приемником, работающими на частоте f=500 Гц, при разнесении d₁=24 фута (7,3 м), в области большого удельного сопротивления. На фиг. 5А показаны объединенные (в радиальном направлении) геометрические факторы, полученные путем образования синтетической каротажной диаграммы очень тонкого малоконтрастного слоя при нулевом угле падения. Кривая 561 представлена для угла наклона излучателя 0° и угла наклона приемника 45°. Кривая 562 представлена для угла наклона излучателя 45° и угла наклона приемника 45°. Кривая 563 представлена для угла наклона излучателя 50° и угла наклона приемника 50°. Кривая 564 представлена для угла наклона излучателя 55° и угла наклона приемника 55°. Из фиг. 5А можно видеть, что при углах наклона излучателя и приемника 55° геометрический фактор уменьшается для всех положений между излучателем и приемником. Следует заметить, что хотя в этих случаях наклоны излучателя и приемника выбраны равными, подавление сигналов из слоев можно получать при различающихся углах наклона излучателя и приемника. На фиг. 5В показан аналогичный график, но для угла падения границы пласта 30°. Кривая 571 представлена для угла наклона излучателя 0° и угла наклона приемника 45°. Кривая 572 представлена для угла наклона излучателя 45° и угла наклона приемника 45°. Кривая 573 представлена для угла наклона излучателя 50° и угла наклона приемника 50°. Кривая 574 представлена для угла наклона излучателя 55° и угла наклона приемника 55°. В этом случае все еще можно получать подавление сигналов из слоев, но, как показано кривой 572, при другом угле, приблизительно 45°. Даже при неоптимальном угле наклона 55° можно получать относительно хорошее подавление. В результате, прибор с углом наклона 45 или 55° считается эффективным в диапазоне углов падения 0-30° при используемых частотах и разнесениях. Эту методологию можно использовать при создании приборов, которые являются оптимальными для различных диапазонов углов падения. Кроме того, важно заметить, что подобный процесс оптимизации можно использовать для получения обратного подавления: сигнал за пределами области между излучателем и приемником можно подавлять путем регулирования углов наклона излучателя и приемника, соответственно. При этом получают малоглубинный отсчет из области, сосредоточенной вокруг прибора, и его можно использовать вместо любого малоглубинного измерения, упомянутого в этой заявке. Один способ получения такой конфигурации заключается в использовании сначала конфигурации в соответствии с кривой 561 и уменьшении углов наклона излучателя и приемника до тех пор, пока чувствительность относительно области между излучателем и приемником не станет значительно больше при сравнении с сигналом за пределами этой области. В случае, когда сигналы, связанные с углами наклона излучателя и приемника, искусственно образуют от совместно используемых антенн с различными углами наклона, одну и ту же пару из излучателя и приемника можно использовать для фокусировки вперед и фокусировки вокруг.

На фиг. 6 показаны сочетания углов наклона, при которых достигается эффект подавления сигналов из слоев, при этом угол простирания падения приведен в соответствие диполям. Расстояние между излучающей антенной и приемной антенной составляет 24 фута (7,3 м) при работе на 500 Гц в области с высоким удельным сопротивлением. Кривая 681 представлена для угла падения 30°. Кривая 682 представлена для угла падения 15°. Кривая 683 представлена для угла падения 30°. Кривая 684 представлена для угла падения 45°. Кривая 686 представлена для угла падения 60°. Кривая 681 представлена для угла падения 75°. Из фиг. 6 можно видеть, что способ подавления р