Обнаружение положения границ многочисленных подземных слоев

Обнаружение положения границ многочисленных подземных слоев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки

Это описание относится к обнаружению положений границ многочисленных подземных слоев, например, на основании скважинных измерений удельного сопротивления.

В области каротажа с зондом на кабеле и каротажа в процессе бурения электромагнитные приборы каротажа удельного сопротивления используют для исследования геологической среды на основании электрического удельного сопротивления (или удельной проводимости, его обратной величины) пластов горных пород. Некоторые приборы каротажа удельного сопротивления включают в себя многочисленные антенны для излучения электромагнитного сигнала в пласт и многочисленные приемные антенны для приема отклика пласта. Свойства подземных слоев в пласте можно идентифицировать по отклику пласта, обнаруживаемому на приемниках.

Описание чертежей

На чертежах:

фиг. 1А - вид скважинной системы согласно примеру;

фиг. 1В - вид скважинной системы согласно примеру, которая включает в себя прибор каротажа удельного сопротивления, в условиях каротажа с зондом на кабеле;

фиг. 1С - вид скважинной системы согласно примеру, которая включает в себя прибор каротажа удельного сопротивления, в условиях каротажа в процессе бурения (КПБ);

фиг. 2 - структурная схема вычислительной системы согласно примеру;

фиг. 3 - вид прибора каротажа удельного сопротивления согласно примеру;

фиг. 4 - диаграмма модели пласта согласно примеру;

фиг. 5 - схема систем координат согласно примеру;

фиг. 6 - схема систем координат согласно примеру;

фиг. 7 - диаграмма, показывающая угловые элементы разрешения удельного сопротивления, согласно примеру;

фиг. 8 - снимки с экрана, которые включают в себя графики, показывающие пример модельных данных каротажа удельного сопротивления;

фиг. 9 - диаграмма примера способа обнаружения границ подземных слоев на основании данных каротажа удельного сопротивления; и

фиг. 10 - блок-схема последовательности действий примера способа идентификации границ подземных слоев;

На различных чертежах одинаковыми позициями обозначены аналогичные элементы.

Подробное описание

Согласно некоторым аспектам этого описания рассмотрены робастные способы инверсии. В некоторых реализациях способы инверсии можно использовать, например, для эффективного обнаружения многочисленных слоев пласта на основе разнесенных многочастотных направленных скважинных измерений в процессе бурения (ИПБ). В некоторых случаях расстояния до многочисленных верхних и нижних границ слоев идентифицируют на основании скважинных измерений удельного сопротивления, получаемых в одной точке каротажа. В некоторых случаях оценку расстояния до границы слоя (РГС) используют, например, для построения графического изображения профиля пласта и это позволяет оператору уверенно принимать меры быстрее и на основе более точной информации. Например, вычисленные расстояния до многочисленных верхних и нижних границ слоев можно использовать для определения более точного направления при геонавигации, чтобы управлять направлением бурения.

На фиг. 1А представлена для примера скважинная система 100а. Приведенная для примера скважинная система 100а включает в себя систему 108 каротажа удельного сопротивления и подземную область 120 ниже земной поверхности 106. Скважинная система может включать в себя дополнительные или другие элементы, которые не показаны на фиг. 1А. Например, скважинная система 100а может включать в себя дополнительные компоненты системы бурения, компоненты системы каротажа с зондом на кабеле и т.д.

Подземная область 120 может включать в себя все подземные пласты или часть одного или нескольких подземных пластов или зон. Показанная для примера на фиг. 1А подземная область 120 включает в себя многочисленные подземные слои 122 и буровую скважину 104, проходящую через подземные слои 122. Подземные слои 122 могут включать в себя осадочные слои, породные слои, песчаные слои или сочетания подземных слоев этих отдельных типов. В одном или нескольких подземных слоях могут содержаться флюиды, такие как соляной раствор, нефть, газ и т.д. Хотя показанная для примера на фиг. 1А буровая скважина 104 представляет собой вертикальную буровую скважину, систему 108 каротажа удельного сопротивления можно реализовывать в буровых скважинах с другими ориентациями. Например, систему 108 каротажа удельного сопротивления можно приспособить для горизонтальных буровых скважин, наклонных буровых скважин, криволинейных буровых скважин, вертикальных буровых скважин или сочетаний их.

Показанная для примера система 108 каротажа удельного сопротивления включает в себя каротажный прибор 102, наземное оборудование 112 и вычислительную подсистему 110. В примере, показанном на фиг. 1А, каротажный прибор 102 представляет собой скважинный каротажный прибор, который работает в то время, когда расположен в буровой скважине 104. Показанное для примера на фиг. 1А наземное оборудование 112 работает на поверхности 106 или выше поверхности, например вблизи устья 105 скважины, осуществляя управление каротажным прибором 102 и, возможно, другим скважинным оборудованием или другими компонентами скважинной системы 100а. Показанная для примера вычислительная подсистема 110 может принимать и анализировать каротажные данные с каротажного прибора 102. Система каротажа удельного сопротивления может включать в себя дополнительные или другие элементы, а элементы системы каротажа удельного сопротивления могут быть скомпонованы и могут работать так, как представлено на фиг. 1А, или иным образом.

В отдельных случаях вся вычислительная подсистема 110 или часть ее может быть реализована как компонент наземного оборудования 112, каротажного прибора 102 или того и другого или может быть объединена в одном или нескольких компонентах наземного оборудования 112 и каротажного прибора 102. В некоторых случаях вычислительная подсистема 110 может быть реализована как одна или несколько дискретных структур вычислительных систем, отделенных от наземного оборудования 112 и каротажного прибора 102. Вычислительная подсистема 110 может быть показанной для примера на фиг. 2 вычислительной системой 200 или может включать в себя эту систему, может быть вычислительной аппаратурой других видов или сочетанием видов.

В некоторых реализациях вычислительная подсистема 110 встроена в каротажный прибор 102 и вычислительная подсистема 110 и каротажный прибор 102 могут работать согласованно в то время, когда расположены в буровой скважине 104. Например, хотя в примере, показанном на фиг. 1А, вычислительная подсистема 110 показана над поверхностью 106, вся вычислительная подсистема 110 или часть ее может находиться ниже поверхности 106, например на месте нахождения каротажного прибора 102 или вблизи него.

Скважинная система 100 может включать в себя связное или телеметрическое оборудование, которое обеспечивает связь между вычислительной подсистемой 110, каротажным прибором 102 и другими компонентами системы 108 каротажа удельного сопротивления. Например, каждый из компонентов системы 108 каротажа удельного сопротивления может включать в себя один или несколько приемопередатчиков или аналогичных устройств для проводной или беспроводной передачи данных между различными компонентами. Например, система 108 каротажа удельного сопротивления может включать в себя системы и аппаратуру для телеметрии по каротажному кабелю, телеметрии по снабженной проводом трубе, телеметрии по гидроимпульсному каналу связи, акустической телеметрии, электромагнитной телеметрии или сочетания этих отдельных видов телеметрии. В некоторых случаях каротажный прибор 102 принимает команды, сигналы состояния или информацию других видов с вычислительной подсистемы 110 или другого источника. В некоторых случаях вычислительная подсистема 110 принимает каротажные данные, сигналы состояния или информацию других видов с каротажного прибора 102 или другого источника.

Операции каротажа удельного сопротивления можно выполнять в сочетании со скважинными операциями различных видов на разных этапах во время эксплуатации скважинной системы. Многие структурные атрибуты и компоненты наземного оборудования 112 и каротажного прибора 102 зависят от ситуации, в которой выполняются операции каротажа удельного сопротивления. Например, каротаж удельного сопротивления можно выполнять во время операций бурения, во время каротажа с зондом на кабеле или в других ситуациях. В связи с этим наземное оборудование 112 и каротажный прибор 102 могут включаться в состав бурового оборудования, оборудования каротажа с зондом на кабеле или другого оборудования для операций других видов или же могут работать в сочетании с этим оборудованием.

В некоторых примерах операции каротажа удельного сопротивления выполняются во время операций каротажа с зондом на кабеле. На фиг. 1В показана для примера скважинная система 100b, которая включает в себя прибор 102 каротажа удельного сопротивления в конфигурации каротажа с зондом на кабеле. В некоторых примерах операций каротажа с зондом на кабеле наземное оборудование 112 включает в себя платформу над поверхностью 106, снабженную буровой вышкой 132, которая поддерживает каротажный кабель 134, который продолжается в буровую скважину 104. Например, операции каротажа с зондом на кабеле можно выполнять после подъема бурильной колонны из буровой скважины 104, чтобы иметь возможность спускать кабельный каротажный прибор 102 на тросе или каротажном кабеле в буровую скважину 104.

В некоторых примерах операции каротажа удельного сопротивления выполняют во время операций бурения. На фиг. 1С показана для примера скважинная система 100с, которая включает в себя прибор 102 каротажа удельного сопротивления в ситуации каротажа во время бурения (КВБ). Бурение обычно осуществляют при использовании колонны бурильных труб, соединенных друг с другом для образования бурильной колонны 140, которую спускают через роторный стол в буровую скважину 104. В некоторых случаях буровая установка 142 на поверхности 106 поддерживает бурильную колонну 140, когда бурильная колонна 140 пробуривает скважину, проходящую в подземную область 120. Бурильная колонна может включать в себя, например, ведущую трубу, бурильные трубы, компоновку низа бурильной колонны и другие компоненты. Компоновка низа бурильной колонны на бурильной колонне может включать в себя утяжеленные бурильные трубы, буровые долота, каротажный прибор 102 и другие компоненты. Каротажные приборы могут включать в себя приборы измерений в процессе бурения (ИПБ), приборы каротажа во время бурения и другие.

В некоторых примерах реализаций каротажный прибор 102 включает в себя прибор измерения удельного сопротивления пласта, предназначенный для получения измерений удельного сопротивления из подземной области 120. Например, как показано на фиг. 1В, каротажный прибор 102 может быть подвешен в буровой скважине 104 на каротажном кабеле, гибких насосно-компрессорных трубах и другой структуре, которая соединяет прибор с наземным блоком управления или другими компонентами наземного оборудования 112. В некоторых примерах реализаций каротажный прибор 102 спускают в нижнюю часть представляющей интерес области и затем вытягивают вверх (например, с по существу постоянной скоростью) через представляющую интерес область. Например, как показано на фиг. 1С, каротажный прибор 102 может быть развернут в буровой скважине 104 на сочлененной бурильной трубе, снабженной проводом бурильной трубе или другом средстве развертывания. В некоторых примерах реализаций каротажный прибор 102 собирает данные во время операций бурения, когда во время выполнения операций бурения он перемещается вниз через представляющую интерес область.

В некоторых примерах реализаций каротажный прибор 102 в буровой скважине 104 собирает данные в дискретных точках каротажа. Например, каротажный прибор 102 можно перемещать шагами вверх или вниз до каждой точки каротажа на ряде глубин в буровой скважине 104. В каждой точке каротажа измерительные приборы в каротажном приборе 102 (например, излучатели и приемники, показанные на фиг. 3) выполняют измерения в подземной области 120. Данные измерений могут передаваться к вычислительной подсистеме 110 для сохранения, обработки и анализа. Такие данные оценки пласта можно собирать и анализировать во время операций бурения (например, в течение каротажа во время бурения (КВБ)), во время операций каротажа с зондом на кабеле или во время работ других видов.

Вычислительная подсистема 110 может принимать и анализировать данные измерений с каротажного прибора 102 для обнаружения подземных слоев 122. Например, вычислительная подсистема 110 может идентифицировать положения границ и другие свойства подземных слоев 122 на основании измерений удельного сопротивления, регистрируемых каротажным прибором 102 в буровой скважине 104. Например, в некоторых случаях более высокое удельное сопротивление указывает на более высокую вероятность наличия залежи углеводородов.

В некоторых случаях положения границ подземных слоев 122 обнаруживают на основании анализа расстояния до границы слоя (РГС). Например, система 108 каротажа удельного сопротивления может определять расстояние до границы каждого подземного слоя 122 от опорной точки на каротажном приборе 102. Опорная точка на каротажном приборе 102 может представлять, например, глубину буровой скважины в осевом центре или вблизи осевого центра группы излучателей и приемников в каротажном приборе 102 или глубину буровой скважины на другом месте. Например, граница каждого подземного слоя 122 может представлять глубину буровой скважины, на которой подземные слои 122 пересекают буровую скважину 104.

В некоторых реализациях каротажный прибор 102 включает в себя многочисленные антенны, каждая из которых работает как излучатель или приемник. В излучающих антеннах можно использовать переменные токи для генерации электромагнитного поля, которое может наводить вихревой ток в окружающей области. Вихревой ток может создавать магнитное поле, которое может обнаруживаться приемными антеннами в каротажном приборе 102.

Каротажные приборы согласно некоторым примерам включают в себя многочисленные излучатели и многочисленные приемники, при этом каждый излучатель и каждый приемник находится на отдельном месте вдоль продольной оси каротажного прибора. Многочисленные приемники могут обнаруживать отклик на основании сигнала от одного излучателя. Сигналы, принимаемые двумя разнесенными приемниками, могут иметь различные фазы и амплитуды.

В отдельных случаях некоторые или все излучатели и приемники в одном каротажном приборе могут работать на многочисленных электромагнитных частотах. Измерения, получаемые с помощью излучателей и приемников, работающих на многочисленных частотах и при многочисленных разносах, могут обеспечить гибкость и другие преимущества при обнаружении свойств пласта. На диапазон чувствительности могут оказывать влияние пласт, структура прибора или другие факторы.

Различные аспекты подземной области 120 могут влиять на измерения удельного сопротивления, получаемые каротажным прибором 102. Например, анизотропия пласта, угол падения пласта, расстояния до границ и другие факторы могут оказывать значительное влияние на скважинные измерения удельного сопротивления, и в системе 108 каротажа удельного сопротивления эти параметры могут учитываться для получения точных оценок удельного сопротивления пласта и положения.

В отдельных случаях в вычислительной подсистеме 110 согласно примеру используется способ инверсии для получения информации о параметрах пласта на основании данных измерений удельного сопротивления, получаемых каротажным прибором 102. В способах инверсии согласно некоторым примерам осуществляется поиск оптимума или же приемлемого соответствия между модельными данными и измерениями. Модельные данные можно получать в предположении определенных параметров пласта, включая горизонтальное удельное сопротивление, вертикальное удельное сопротивление, угол падения, положение границы и т.д.

В некоторых случаях в системе 108 каротажа удельного сопротивления согласно примеру может быстро, в реальном времени, вычисляться расстояние до границы. Например, в ситуации бурения положение текущей точки каротажа может быть важным для принятия решений на буровой площадке относительно бурения. Когда удельное сопротивление пласта известно, код одномерной (1М) инверсии позволяет получать расстояние до границ слоя (РГС) и может давать результат инверсии, когда имеются достаточные измерения.

Способами инверсии согласно некоторым примерам два неизвестных расстояния (например, расстояния до верхней и нижней границ) можно определять на основании по меньшей мере двух различных исходных измерений с каротажного прибора 102. Например, два исходных измерения могут быть необходимы для снижения неопределенности. В некоторых случаях каротажный прибор 102 получает два или большее количество исходных измерений на одном месте каротажа в буровой скважине 104 и передает все исходные измерения в вычислительную подсистему 110 для анализа (например, для вычислений расстояний до границ слоев).

Способом инверсии можно идентифицировать границы многочисленных прилегающих подземных слоев на основании данных, получаемых на одной глубине погружения прибора. Такие способы одномерной инверсии можно использовать для идентификации параметров подземного пласта на основании измерений, получаемых направленным прибором измерения удельного сопротивления. В таких одноточечных способах инверсии операции могут выполняться на основании входных данных, которые включают в себя многочастотные измерения при многочисленных разносах, получаемые направленным прибором измерения удельного сопротивления.

В некоторых примерах реализаций итерационным алгоритмом можно получать профиль многослойного пласта на основании данных, регистрируемых в одной точке каротажа. При каждой итерации можно использовать измерения в другом диапазоне чувствительности. Инверсию можно начинать, например, с простой модели небольшого числа слоев для уменьшения сложности, уменьшения времени вычислений, для повышения точности или для получения любого сочетания этих и других преимуществ. Границы в пределах первых слоев можно идентифицировать на основании измерений в небольшом диапазоне чувствительности. Другие слои можно добавлять при использовании измерений с возрастающим диапазоном чувствительности для обращения более отдаленных целевых слоев. Корректирующую обработку можно применять к обращенному результату (например, после каждого этапа инверсии или в других случаях), например, для исключения артефактов (например, эффекта фальшивого слоя).

На фиг. 2 представлена для примера структура вычислительной системы 200. Вычислительную систему 200 согласно примеру можно использовать в качестве вычислительной подсистемы 110 из фиг. 1А или вычислительную систему 200 согласно примеру можно использовать иным образом. В некоторых случаях вычислительная система 200 согласно примеру может работать в сочетании со скважинной системой (например, скважинной системой 100а из фиг. 1А) и может быть расположена в одной или вблизи одной или нескольких скважин скважинной системы или на удаленном месте. Вся вычислительная система 200 или часть ее может работать независимо от скважинной системы.

Показанная для примера на фиг. 2 вычислительная система включает в себя запоминающее устройство 150, процессор 160 и контроллер 170 ввода/вывода, с возможностью передачи данных соединенные шиной 165. Запоминающее устройство 150 может включать в себя, например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), устройство хранения данных (например, доступное для записи постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) или другие), жесткий диск или носитель данных другого вида. Вычислительную подсистему 110 можно предварительно программировать или ее можно программировать (и перепрограммировать) путем загрузки программы из другого источника (например, с компакт-диска, доступного только для чтения, из другого вычислительного устройства через сеть передачи данных или иным образом).

В некоторых примерах контроллер 170 ввода/вывода соединен с устройствами ввода/вывода (например, монитором 175, мышью, клавиатурой или другими устройствами ввода/вывода) и с линией 180 связи. Устройства ввода/вывода принимают и передают данные в аналоговой или цифровой форме по линиям связи, таким как линия последовательной передачи, беспроводная линия (например, инфракрасная, радиочастотная или другие), линия параллельной передачи или линия другого вида.

Линия 180 связи может включать в себя канал связи любого вида, соединитель, сеть передачи данных или другую линию. Например, линия 180 связи может включать в себя беспроводную или проводную сеть, локальную сеть (ЛС), глобальную сеть (ГС), частную сеть, сеть общего пользования (такую как Интернет), сеть Wi-Fi, сеть, которая включает в себя спутниковую сеть, или сеть передачи данных другого вида.

В запоминающем устройстве 150 могут сохраняться инструкции (например, компьютерный код), связанные с операционной системой, компьютерными приложениями и другими ресурсами. Кроме того, в запоминающем устройстве 150 могут сохраняться прикладные данные и объекты данных, которые могут интерпретироваться одним или несколькими приложениями или виртуальными машинами, выполняемыми в вычислительной системе 200. Как показано на фиг. 2, приведенное для примера запоминающее устройство 150 включает в себя каротажные данные 151, данные 152 о слоях, другие данные 153 и приложения 154. Данные и приложения могут сохраняться в запоминающем устройстве 150 в любой подходящей форме или любом формате.

Каротажные данные 151 могут включать в себя измерения и другие данные с каротажного прибора. В некоторых случаях каротажные данные 151 включают в себя одно или несколько измерений для каждой из многочисленных различных точек каротажа в буровой скважине. Например, точка каротажа, связанная с данным измерением, может быть местом нахождения опорной точки каротажного прибора при регистрации данного измерения. Каждое измерение может включать в себя данные, получаемые одной или несколькими парами излучатель-приемник, работающими на одной или нескольких сигнальных частотах. Каждое измерение может включать в себя данные, получаемые многочисленными парами излучатель-приемник, работающими при одном или нескольких разносах излучателя и приемника. Каротажные данные 151 могут включать в себя информацию, идентифицирующую разнос излучателя и приемника, связанный с каждым измерением.

Данные 152 о слоях могут включать в себя информацию относительно подземных слоев. Например, данные 152 о слоях могут включать в себя информацию, описывающую удельное сопротивление, размер, глубину, объем, геометрию, площадное распространение, пористость, давление и другую информацию относительно подземного слоя. В некоторых реализациях данные 152 о слоях включают в себя информацию, получаемую механизмом инверсии. Например, данные 152 о слоях могут включать в себя информацию о расстоянии до границы слоя, получаемую на основании измерений удельного сопротивления, и другую информацию из каротажных данных 151. В соответствии с этим данные 152 о слоях могут включать в себя информацию, связанную с одной или несколькими точками каротажа. Например, данные 152 о слоях могут включать в себя расстояние от точки каротажа до одной или нескольких границ слоя.

Другие данные 153 могут включать в себя другую информацию, которая используется, образуется или иным образом связана с приложениями 154. Например, другие данные 153 могут включать в себя модельные данные или другую информацию, которая может использоваться механизмом инверсии для получения данных 152 о слоях на основании каротажных данных 151.

Приложения 154 могут включать в себя программные приложения, сценарии, программы, функции, выполняемые файлы или другие модули, которые интерпретируются или выполняются процессором 160. Например, приложения 154 могут включать в себя механизм инверсии и модули других видов. Приложения 154 могут включать в себя машиночитаемые инструкции для выполнения одной или нескольких операций, связанных с фигурами 8-10.

Приложения 154 могут получать входные данные, такие как каротажные данные, данные моделирования или входные данные других видов из запоминающего устройства 150, из другого локального источника или из одного или нескольких удаленных источников (например, по линии 180 связи). Приложения 154 могут создавать выходные данные и сохранять выходные данные в запоминающем устройстве 150, на другом локальном носителе или в одном или нескольких удаленных устройствах (например, при осуществлении передачи выходных данных по линии 180 связи).

Процессор 160 может исполнять инструкции, например, для образования выходных данных на основании входных данных. Например, процессор 160 может прогонять приложения 154 путем выполнения или интерпретации программного обеспечения, сценариев, программ, функций, исполняемых файлов и других модулей, содержащихся в приложениях 154. Процессор 160 может выполнять одну или несколько операций, связанных с фигурами 8-10. Входные данные, принимаемые процессором 160, или выходные данные, образуемые процессором 160, могут включать в себя любые из каротажных данных 151, данных 152 о слоях или другие данные 153.

На фиг. 3 представлен для примера вид прибора 300 каротажа удельного сопротивления. Прибор 300 каротажа удельного сопротивления согласно примеру можно использовать в системе 108 каротажа удельного сопротивления, показанной на фиг. 1А, например, в качестве каротажного прибора 102, в качестве компонента каротажного прибора 102 или иным образом. Приведенный для примера прибор 300 каротажа удельного сопротивления можно использовать в системах других видов (включая системы каротажа удельного сопротивления других видов) или в других ситуациях (например, в скважинных системах других видов).

В общем случае направленный прибор каротажа удельного сопротивления имеет некоторое количество (N) наклоненных или соосных излучающих антенн T₁, T₂, T₃, …, T_N, разнесенных вдоль прибора, и некоторое количество (N') наклоненных или соосных приемных антенн R₁, R₂, R₃, …, R_N', которые в осевом направлении отнесены от излучающих антенн и друг от друга. В отдельных случаях после размещения прибора каротажа удельного сопротивления в буровой скважине прибор можно поворачивать и собирать измерения на приемниках при возбуждении разнесенных излучателей от многочастотного источника тока. Измерения, регистрируемые направленным прибором каротажа удельного сопротивления на различных частотах и при различных разносах, могут иметь различные чувствительности к параметрам пласта и различные способности к обнаружению даже применительно к одному и тому же параметру. В отдельных случаях при больших разносах излучателей и приемников выполняют глубинные измерения удельного сопротивления на границе прилегающего слоя, тогда как при небольших разносах излучателей и приемников получают точную информацию относительно локальной зоны.

Пример прибора 300 каротажа удельного сопротивления является одним примером направленного прибора каротажа удельного сопротивления. Прибор 300 каротажа удельного сопротивления согласно примеру включает в себя корпус 303 прибора, шесть излучателей 302а, 302b, 302c, 302d, 302e, 302f и три приемника 304a, 304b, 304c. Прибор каротажа удельного сопротивления может включать в себя дополнительные элементы, такие как, например, аппаратура обработки данных для управления работой излучателей и приемников, источник питания для снабжения электроэнергией излучателей и приемников, вычислительная подсистема для обработки данных с излучателей и приемников, телеметрическая система для обмена данными с внешними системами и т.д. Прибор каротажа удельного сопротивления может включать в себя иное количество излучателей, иное количество приемников или тех и других, а излучатели и приемники могут быть скомпонованы так, как показано на фиг. 3, или могут иметь компоновку другого вида.

Корпус 303 прибора может включать в себя структуры, компоненты или узлы для поддержания излучателей, приемников и, возможно, других компонентов прибора 300 каротажа удельного сопротивления. Корпус 300 прибора может быть соединен с другими компонентами системы каротажа удельного сопротивления, такими как, например, бурильный узел, узел на каротажном кабеле или компонент другого типа. Показанный для примера на фиг. 3 корпус 303 прибора имеет продольную ось прибора 300 каротажа удельного сопротивления, а каждый излучатель или приемник закреплен на особом месте вдоль продольной оси.

Во время работы корпус 303 прибора может перемещаться в буровой скважине, проходя мимо ряда точек каротажа. В каждой точке каротажа некоторые или все излучатели и приемники могут работать на одной или нескольких сигнальных частотах для сбора данных об удельном сопротивлении, которые могут обрабатываться в приборе 300 каротажа удельного сопротивления, передаваться к другой системе для обработки или обрабатываться и передаваться.

В рассмотрении, которое следует ниже, излучатели 302a, 302b, 302c, 302d, 302e и 302f обозначены как T₁, T₂, T₃, T_3', T_2' и T_1' соответственно, и приемники 304a, 304b и 304с обозначены как R₁, R₂ и R₃ соответственно. В общем случае излучающие элементы и приемные элементы можно располагать под любым углом относительно продольной оси прибора 300 каротажа удельного сопротивления. В примере, показанном на фиг. 3, ось каждого из излучателей T₁, T₂, T₃, T_3', T_2' и T_1' совпадает с продольной осью, а приемные элементы R₁, R₂ и R₃ наклонены под углом 45° относительно продольной оси. В некоторых случаях излучатели могут быть наклонены, а оси приемников могут совпадать с продольной осью; и в некоторых случаях все излучатели и приемники наклонены, а углы наклона излучателей и приемников могут быть одинаковыми или различными. В дополнение к этому функции излучателей и приемников могут быть взаимозаменяемыми. Можно использовать другие конфигурации излучающих элементов и приемных элементов.

Разнос антенн вдоль продольной оси можно задавать в зависимости от параметра x длины. В некоторых реализациях примера прибора 300 каротажа удельного сопротивления параметр x длины равен 16 дюймам (40,6 см); можно использовать другое значение параметра длины. В примере, показанном на фиг. 3, при измерении вдоль продольной оси от средней точки между центрами приемных антенн R1 и R2 излучатели T₃ и T_3' расположены на местах ±1x (например, ±16 дюймов (±40,6 см)), излучатели T₂ и T_2' расположены на местах ±2x (например, ±32 дюйма (±81,2 см)) и излучатели T₁ и T_1' расположены на местах ±3x (например, ±48 дюймов (±1,22 м)); приемные антенны R₁ и R₂ расположены на местах ±x/4 (например, ±4 дюйма (±10,16 см)) и приемная антенна R₃ расположена на месте -4x (например, -64 дюйма (-1,63 м)). Излучатели и приемники можно размещать на других местах.

По желанию параметр длины и коэффициенты разноса можно изменять, чтобы обеспечивать большую или меньшую глубину исследования, более высокое пространственное разрешение или более высокое отношение сигнала к шуму. При использовании показанного разноса симметричные измерения удельного сопротивления можно выполнять при разносах 1x, 2x и 3x между парами R₁-R₂ наклоненных приемных антенн и соответствующими излучателями в каждой из одинаково разнесенных пар T₁-T_1'; T₂-T_2'; T₃-T_3'. В дополнение к этому асимметричные измерения удельного сопротивления можно выполнять при использовании разносов 1x, 2x, 3x, 5x, 6x и 7x между наклоненной приемной антенной R₃ и соответствующими излучателями T₁, T₂, T₃, T_3', T_2' и T_1'. В некоторых случаях эта конфигурация разносов обеспечивает эксплуатационную гибкость, возможность выполнения глубинных (но асимметричных) измерений при обнаружении границы слоя и симметричных измерений для точного определения азимутального удельного сопротивления.

Согласно некоторым аспектам работы каждый из шести излучателей T₁, T₂, T₃, T_3', T_2' и T_1' можно возбуждать по очереди и можно измерять фазу и амплитуду результирующего напряжения, наводимого на каждую из трех приемных рамок R₁, R₂ и R₃. Измерения на протяжении полного поворота (поворота на 360°) можно регистрировать в то время, когда прибор поворачивается на определенном месте каротажа в буровой скважине. Измерения, распределенные на протяжении 360°, можно разделять на М элементов разрешения, где каждый элемент разрешения охватывает угол 360/М градусов. Первый элемент разрешения (элемент 1 разрешения) может представлять измерение в верхнем правом направлении, перпендикулярном продольной оси каротажного прибора. Например, если суммарное число элементов разрешения равно 32, то семнадцатый элемент разрешения (элемент 17 разрешения) находится в противоположном (обратном) направлении относительно элемента 1 разрешения. На основании этих измерений или сочетания этих измерений можно определять удельное сопротивление пласта.

Поскольку отклик наклоненных антенн является азимутально чувствительным, то в некоторых реализациях геологический сигнал, вычисляемый для элемента разрешения, можно использовать в качестве показателя границы слоя. В примере функции вычисления геологического сигнала используется разность между фазой или логарифмом амплитуды для текущего элемента разрешения и средней фазой или логарифмом амплитуды для всех элементов разрешения в данном осевом положении в буровой скважине:

,

(1)

.

(2)

В уравнениях (1) и (2), приведенных выше, “geo” означает геологический сигнал, “att” обозначает затухание, “pha” обозначает фазу, “A” обозначает амплитуду напряжения, “ϕ” обозначает фазу напряжения, “R” обозначает приемник и “T” обозначает излучатель. Например, geo_attRIT1(k) обозначает затухание геологического сигнала из измерения в k-м элементе разрешения на приемнике R₁, возбуждаемом Т₁, и geo_phaRIT1(k) обозначает фазу геологического сигнала из измерения в k-м элементе разрешения на приемнике R₁, возбуждаемом Т₁. Значения geo_pha представлены в единицах градусов и значения geo_att представлены в единицах децибел (дБ).

Уравнениями (1) и (2), приведенными выше, показан пример вычислений геологических сигналов, которые позволяют получать скважинное измерение удельного сопротивления на основании данных, регистрируемых при работе одного излучателя и пары приемников. Уравнения других видов можно использовать для получения скважинного измерения удельного сопротивления, а скважинное измерение удельного сопротивления можно получать на основании данных, регистрируемых при работе одного излучателя и пары приемников, или на основании данных, регистрируемых при работе многочисленных излучателей и пары приемников.

Например, компенсированное скважинное измерение удельного сопротивления можно получать усреднением (или другим сочетанием) данных, регистрируемых многочисленными симметричными парами излучатель-приемник. Пары излучатель-приемник могут включать в себя один излучатель и многочисленные приемники, один приемник и многочисленные излучатели или многочисленные излучатели и многочисленные приемники. В каждой паре излучатель-приемник, используемой для получения скважинного измерения удельного сопротивления, может иметься одно и то же расстояние между излучателем и приемником или же данные при многочисленных расстояниях между излучателями и приемниками могут использоваться для получения скважинных измерений удельного сопротивления. Пример компенсированного измерения амплитуды α_с представлен ниже:

αT1=log(AR2T1)-log(AR1T1),	(3a)
αT1'=log(AR1T1')-log(AR2T1'),	(3b)
αc=(αT1+αT1')/2.	(3c)

К