Определение расстояния при помощи профилирования тока

Определение расстояния при помощи профилирования тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение в целом относится к устройствам и способам, связанным с измерениями, относящимся к добыче нефти и газа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из-за истощения легкодоступных и легко извлекаемых запасов нефти в течение последнего столетия, в настоящее время доступны все более и более сложные скважины. При этом спрос на углеводороды на мировом рынке постоянно растет. C целью удовлетворения этого спроса требуется разработка более совершенных способов извлечения углеводородов, одним из которых является использование гравитационного дренирования при закачке пара (SAGD). С помощью SAGD повышается текучесть нефти в скважинах с высоковязкой нефтью благодаря закачке пара высокого давления и высокой температуры, за счет чего снижается вязкость нефти, что облегчает дальнейшую добычу. Закачка производится из нагнетательной скважины, бурение которой выполняется параллельно добывающей скважине на расстоянии порядка нескольких метров. Нагнетательная скважина должна размещаться в очень небольшом диапазоне расстояний, поскольку слишком близкое расположение приведет к значительному повышению давления и температуры в добывающей скважине, а значительное удаление приведет к снижению эффективности процесса. Общеизвестно, что традиционные способы топографо-геодезических работ подвержены погрешности из-за расширяющегося конуса неопределенности, поскольку с увеличением протяженности скважины данные способы не позволяют достичь требуемой точности размещения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На Фиг. 1А-1В схематически проиллюстрирована типовая система для определения расстояния с помощью поверхностного тока возбуждения для одиночной скважины с учетом профилирования тока и расстояния, полученного на основании абсолютного измерения в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 2 схематически проиллюстрирован пример профилирования напряжения в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 3A-3C схематически проиллюстрированы примеры профилирования импеданса в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 4 схематически проиллюстрирован принцип абсолютного измерения относительно целевой трубы в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 5 проиллюстрирована блок-схема отличительных признаков типовой системы для операции определения расстояния в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 6 проиллюстрирована блок-схема отличительных признаков типового способа для определения расстояния в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 7 схематически проиллюстрированы отличительные признаки типовой системы, выполненной с возможностью управления операциями определения расстояния до добывающей скважины в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

На Фиг. 8 проиллюстрирована структурная схема отличительных признаков типовой системы, выполненной с возможностью управления операциями определения расстояния в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В последующем подробном описании приводятся ссылки на сопроводительные чертежи, на которых представлены в целях иллюстрации и без ограничительного смысла различные варианты, в которых изобретение может быть реализовано на практике. Эти варианты реализации описаны достаточно подробно для того, чтобы специалисты в данной области техники могли использовать эти и другие варианты на практике. Могут использоваться другие варианты реализации изобретения, а также в данные варианты реализации изобретения могут вноситься структурные, логические и электрические изменения. Различные варианты реализации не обязательно являются взаимоисключающими, поскольку возможно сочетание некоторых вариантов реализации изобретения с одним или несколькими другими вариантами реализации для получения новых вариантов. Поэтому не следует придавать последующему подробному описанию ограничительный смысл.

В последнее время используется способ с одной скважиной, в котором используются подводимые с поверхности токи. При этом данный способ для точного расчета расстояния требует измерения градиента, что в свою очередь требует очень точного измерения магнитного поля, а также токов большой силы, подводимых с поверхности.

В данной заявке англоязычные термины "a production well", "a producer well" или "a producer" соответствуют русскоязычному термину "добывающая скважина". Также англоязычные термины "an injection well", "an injector well" или "an injector" соответствуют русскоязычному термину "нагнетательная скважина".

В различных вариантах реализации изобретения способы определения расстояния могут включать генерирование профиля тока для целевой скважины, обнаружение электромагнитных сигналов во второй скважине, а также определение расстояния до целевой скважины относительно второй скважины с использованием электромагнитных сигналов и профиля тока. Добывающая скважина может быть целевой скважиной, для которой определяется расстояние и направление от другой скважины, например нагнетательной скважины. В различных вариантах реализации изобретения в устройстве и способе, в контексте данной заявки, может использоваться проводной прибор для эксплуатационного каротажа с электродами, выполненный с возможностью измерения напряжений, обусловленных поверхностным током возбуждения и подачей тока в добывающую скважину для измерения сопротивления трубы вдоль скважины. Данный способ позволяет выполнять точный расчет расстояния по сравнению с абсолютными измерениями, и по сравнению с измерением градиента может использоваться на значительно больших расстояниях. Данная операция определения расстояния может разделяться на четыре этапа: (i) профилирование напряжений, возбуждаемых с поверхности в добывающей скважине; (ii) профилирование импедансов вдоль добывающей скважины; (iii) расчет токов в добывающей скважине; и (iv) расчет расстояния на основании токов.

С учетом профилирования напряжения поверхностный ток возбуждения может настраиваться и активироваться точно таким же способом, как и при нормальном режиме работы (такое же расположение электродов, такие же частоты). Желательно выполнять данную операцию после бурения добывающей скважины; при этом, возможно также, чтобы настройка и активация выполнялись после бурения большинства электрически активных секций. Также предпочтительно выполнить/повторить данную операцию после бурения нагнетательной скважины, поскольку присоединение во время бурения новой КНБК (комплект нижней бурильной колонны ) или секций обсадной трубы в нагнетательной скважине может оказать влияние на напряжения. Если профилирование напряжения выполняется перед бурением нагнетательной скважины, для учета влияния присоединения обсадной колонны нагнетательной скважины или КНБК может выполняться корректировка профилированных напряжений. Это будет более подробно рассмотрено ниже.

Источник может управляться либо напряжением, либо током, которые могут периодически изменяться с очень низкими частотами, порядка 0,02-250 Гц. В некоторых применениях могут также использоваться более высокие частоты, порядка от 250 Гц до 10 ГГц. В таких высокочастотных применениях измерения могут выполняться в процессе бурения из-за относительно малых помех, вызванных магнитным полем Земли. При этом высокие частоты могут привести к значительному увеличению тока утечки на трубе, а также высокие частоты не могут использоваться глубоко под землей, кроме изолированной излучающей линии, расположенной в скважине. Источник может располагаться на поверхности и подключаться к скважине с помощью изолированного кабеля, неподвижно зафиксированного в скважине.

На Фиг. 1А-1В схематически проиллюстрирована типовая система для определения расстояния с помощью поверхностного тока возбуждения для одиночной скважины с учетом профилирования тока и расстояния, полученного на основании абсолютного измерения. На Фиг. 1А проиллюстрирована добывающая скважина 102-А с расположенной в ней трубой 108-А, причем добывающая скважина 102-А располагается отдельно от нагнетательной скважины 103-А. Добывающая скважина 102-А является целевой скважиной, для которой нужно определить расстояние и направление от другой скважины, такой как нагнетательная скважина 103-А. В данном варианте реализации изобретения изолированный провод 111-А может соединяться с устьем 114-А или контактной площадкой 107-А, смежной с устьем 114-А на поверхности 104-А или на очень небольших глубинах, меньше 20 футов (6,096 м), как проиллюстрировано на Фиг. 1А. Изолированный провод 111-А также может соединяться с расположением возврата тока 117-А. В таком случае ток подается на трубу 108-А добывающей скважины 102-А через излучатель 101-А на устье 114-А и пласты неглубокого залегания 107-А. При протекании тока от токового электрода А0 к токовому электроду А1 может измеряться разность напряжений между электродами напряжения М1 и М2.

На Фиг. 1В проиллюстрирована добывающая скважина 102-В, в которой расположена целевая труба 108-В, причем добывающая скважина 102-В располагается отдельно от нагнетательной скважины 103-В. В другом варианте реализации изобретения, как проиллюстрировано на Фиг. 1В, ток подается с помощью изолированного кабеля 113-В, расположенного в целевой трубе 108-В, предпочтительно, рядом с участком участка, предназначенного для SAGD бурения. Изолированный кабель 113-В может соединяться с расположением возврата тока 117-В на поверхности 104-В с помощью изолированного провода 111-В. Магнитные поля, вызванные протеканием тока в целевой трубе 108-В, могут быть измерены в нагнетательной скважине 103-В с помощью зонда для каротажа во время бурения (КВБ) 112-В. Добывающая скважина 102-В является целевой скважиной, для которой определяется расстояние и направление от другой скважины, такой как нагнетательная скважина 103-В.

В обоих случаях, проиллюстрированных на Фиг. 1А-1В, ток, протекающий по трубам 108-А, 108-В в добывающих скважинах 102-А, 102-В, соответственно, постепенно рассеивается в прилегающих породах и по мере удаления от концов трубы протекает со значительным экспоненциальным затуханием. Как известно, данный ток возбуждения может преодолевать расстояния вплоть до 10000 футов (3048 м) и более, что хорошо подходит в случае использования технологии SAGD. Для минимизации сопротивления нагрузки, подключенной к источнику, необходимы тщательно спроектированные контакты для максимального снижения контактного сопротивления. Для возбуждения тока в стволе скважины может использоваться механический зажим. При возбуждении тока с помощью трубы в нижней части трубы может размещаться длинная полоса из электропроводящего материала и может опускаться в трубу с помощью силы тяжести или с помощью любых других доступных методов спуска.

На Фиг. 2 схематически проиллюстрирован пример профилирования напряжения. После настройки тока возбуждения набор электродов напряжения 210-1, 210-2 и 210-3 может опускаться на кабеле 218 в трубу 208 добывающей скважины 202. Может использоваться более трех электродов. Данные электроды выполнены с возможностью измерения разностей напряжений между концами трубы 208 добывающей скважины 202. Могут рассматриваться любые комбинации разностей напряжений между множеством электродов. На Фиг. 2 проиллюстрирован пример расположения трех электродов напряжения 210-1, 210-2 и 210-3, размещенных в добывающей скважине 202, благодаря чему создаются разности напряжений между двумя расположениями с учетом тока, поданного в выбранном расположении и возвратившегося к выбранном расположении возврата тока. На Фиг. 2 проиллюстрированы три электрода напряжения 210-1, 210-2 и 210-3 выполненные с возможностью измерения напряжения V(z1, z2, z3, z4), причем z1 является расположением подачи тока, z2 является расположением возврата тока, z3 является расположением измерения в 1 расположении, и z4 является расположением измерения во 2 расположении. Напряжение V(z1, z2, z3, z4) является разностью напряжений между расположением измерения в 1 расположении и расположением измерения во 2 расположении. Следует отметить, что z может быть любой переменной, представляющей положение, например, измеренной глубиной, истинной глубиной, вертикальной секцией и т.д. В частности, на Фиг. 2 проиллюстрированы три напряжения, которые могут измеряться вместе с током, подающимся от источника 201 в устье 214 (WH) и током, возвращенным в расположение 217 (R). Три измерения могут включать разность напряжений (разность между V_M1 и V_M2) между расположениями M1 и М2, разность напряжений (разность между V_M2 и V_M3) между расположениями М2 и М3, а также разность напряжений (разность между V_M1 и V_M3) между расположениями М1 и М3.

Желательно, чтобы электроды находились на достаточно большом расстоянии друг от друга, благодаря чему достигается измерение напряжения с достаточно высоким отношением сигнал/шум; при этом данное расстояние должно быть достаточно малым, благодаря чему повышается разрешающая способность профилирования напряжения, необходимая для высокой точности измерения. Оптимальное расстояние может колебаться от 6 дюймов (0,1524 м) до 200 футов (60,96 м). Электроды для измерения напряжения во всем диапазоне расстояний могут располагаться неравномерно (например, логарифмическое распределение). В альтернативном варианте типа измерения по меньшей мере один из электродов вместо размещения на инструменте может неподвижно закрепляться в скважине. Данный электрод может размещаться на поверхности или в любом другом месте в скважине. При таком размещении для получения других измерений напряжения разность множества измерений напряжения, относящаяся к фиксированному электроду, может вычитаться одна из другой. Полученный набор дискретных измерений разности напряжений может интерполироваться для получения непрерывного распределения напряжения вдоль добывающей скважины. С помощью данного распределения можно получить профиль напряжения.

Помимо описанного выше профилирования напряжения может выполняться профилирование импеданса. Профилирование импеданса может выполняться после профилирования напряжения. На Фиг. 3А-3С схематически проиллюстрированы примеры профилирования импеданса. После профилирования напряжения подача поверхностного тока возбуждения может быть прекращена и электроды для подачи тока могут опускаться в добывающую скважину, как проиллюстрировано на Фиг. 3А-3С. Данные электроды могут выполняться как часть того же или другого набора электродов, который использовался для профилирования напряжения. Ток может подаваться в обсадную колонну добывающей скважины с одной стороны и возвращаться к другому электроду, который расположен далее в добывающей скважине. Падение напряжения между концами добывающей скважины измеряется с помощью одних и тех же или отдельных электродов.

При измерении напряжения с помощью одних и тех же электродов, что используются при подаче тока возбуждения, могут возникнуть проблемы, вызванные переходным сопротивлением контактов. Чтобы избежать этого может использоваться четырехэлектродная конфигурация, проиллюстрированная на Фиг. 3А. На Фиг. 3А проиллюстрирована добывающая скважина 302-А, в которой располагаются токовые электроды А0 и А1 и электроды напряжения M1 и М2. Ток I_M1M2, протекающий межу токовыми электродами А0 и А1, вызывает разность напряжений между V_M1 на электроде напряжения М1 и V_M2 на электроде напряжения М2, которую нужно измерить. В случае четырехэлектродной конфигурации, проиллюстрированной на Фиг. 3А, с целью уменьшения влияния тока утечки между электродами токовые электроды А0 и А1 должны размещаться как можно ближе к измерительным электродам M1 и М2. Как проиллюстрировано на Фиг. 3А, импеданс может определяться как отношение напряжения между электродами М1 и М2 для тока, подводимого от А0 к А1 и тока подводимого от А0 к А1.

В случаях, если предполагается, что контактное сопротивление будет низким, могут использоваться две других конфигурации, как проиллюстрировано на Фиг. 3B и 3C. На Фиг. 3В проиллюстрирована добывающая скважина 302-В, в которой расположены токовые электроды А0 и А1. В данном случае токовые электроды А0 и А1 также являются электродами напряжения для тока I_A0, подводимого от электрода А0 к электроду А1. Ток I_A0, протекающий межу токовыми электродами А0 и А1, вызывает разность напряжений между V_A0 на электроде напряжения А0 и V_A1 на электроде напряжения А1, которую нужно измерить. Как проиллюстрировано на Фиг. 3В, импеданс может определяться как отношение напряжения между электродами А0 и А1 для тока, подводимого от А0 к А1 и тока подводимого от А0 к А1.

На Фиг. 3С проиллюстрирована добывающая скважина 302-С, в которой расположены электроды А0, А1 и А2. В данном случае токовые электроды А0 и А1 также являются электродами напряжения для тока I_A0,f1, подводимого от электрода А0 к электроду А1 с частотой f1. Ток I_A0f1, протекающий межу токовыми электродами А0 и А1, вызывает разность напряжений между V_A0 на электроде напряжения А0 и V_A1f1 на электроде напряжения А1, которую нужно измерить. В данном случае токовые электроды А0 и А2 также являются электродами напряжения для тока I_A0,f2, подводимого от электрода А0 к электроду А2 с частотой f2. Ток I_A0,f2, протекающий межу токовыми электродами А0 и А2, вызывает разность напряжений между V_A0 на электроде напряжения А0 и V_{A1, f2} на электроде напряжения А2, которую нужно измерить. Как проиллюстрировано на Фиг. 3С, ток из расположения А0 к расположению А1 может генерироваться с частотой f1, в то время как ток из расположения А0 к расположению А2 может генерироваться с частотой f2, что приводит к определению двух импедансов как отношений на Фиг. 3А-3В, причем один импеданс коррелируется с частотой f1, а второй импеданс коррелируется с частотой f2. Как проиллюстрировано на Фиг. 3А-3С, Ток может подаваться от одного электрода к другому электроду с разностями напряжения, измеренными между двумя электродами, расположенными между или в расположениях электродов, подающих и принимающих ток.

После измерения напряжения импеданс для данного участка трубы может быть рассчитан с помощью Закона Ома путем деления напряжения на ток. Для получения распределения импеданса вдоль скважины, вычисленные дискретные значения импеданса могут интерполироваться/экстраполироваться. Данное распределение импеданса может представлять собой профиль импеданса. Для коррекции из расчетного импеданса также может вычитаться влияние контактного сопротивления. В таком случае контактное сопротивление может рассчитываться на основании лабораторных экспериментов или полевых испытаний. Более того с целью достичь достаточно высокого отношения сигнал/шум расстояние между электродами должно выбираться достаточно большим, при этом оно также должен быть достаточно малым, чтобы обеспечить требуемое разрешение при вычислении расстояния. Оптимальное расстояние может колебаться от 6 дюймов (0,1524 м) до 200 футов (60,96 м). При измерении импеданса следует использовать те же частоты тока возбуждения, что при подаче поверхностного тока возбуждения. Если используются разные частоты, импеданс может интерполироваться/экстраполироваться из имеющихся значений. На Фиг. 3А-3С проиллюстрированы измерения тока I(z1,z2) и напряжения наряду с измерением импеданса Z(z1,z2). Следует отметить, что z1 является начальным расположением, а z2 является конечным расположением электрода тока возбуждения/измерения, соответственно.

Учитывая профилирование тока, поскольку при подаче поверхностного тока возбуждения на основании профилирования напряжения и профилирования импеданса известны как значения напряжения, так и значения импеданса вдоль добывающей скважины, используя Закон Ома несложно вычислить токи I(z1,z2,z3), где z1 является расположением подачи тока, z2 является расположением возврата тока, и z3 является расположением, для которого рассчитывается ток.

(1)

С помощью формулы (1) вычисляется ток в расположении между расположениями М1 и М2 для тока, поданного в устье и возвращенного к выбранному расположению возврата тока с учетом напряжений, измеренных между расположениями М1 и М2, а также импеданса между расположениями М1 и М2. Следует отметить, что указанные токи рассчитываются на основе текущего положения обсадных труб и КНБК в процессе измерения напряжения и импедансов. В случае движения КНБК или обсадной трубы по нагнетательной скважине вниз через подземные породы, напряжения и импедансы должны обновляться/корректироваться. Это может достигаться путем повторения профилирования напряжения или импеданса или внесения поправок для профилированных напряжений, импедансов, или токов с учетом новых секций обсадной трубы или КНБК. Такие поправки могут основываться на компьютерных моделях добывающей скважины, нагнетательной скважины, а также слоев породы. Результаты измерения напряжения и импеданса могут использоваться при определении неизвестных пород и геометрических параметров, которые в дальнейшем могут облегчить данную коррекцию. Данные профили могут храниться в памяти для использования во время операций определения расстояния.

Определение расстояния и направления целевой трубы может выполняться на основе магнитных полей, полученных приемниками. Данное определения расстояния может достигаться за счет использования взаимосвязи между током в трубе и принятыми значениями магнитного поля по формуле:

(2)

где H является вектором магнитного поля, I является током, протекающим через трубу который вычисляется с помощью вышеприведенной формулы, r является кратчайшим расстоянием между приемниками и трубой, а φ является вектором, перпендикулярным как к z оси приемника так и к кратчайшему вектору, соединяющему трубу и приемники. В данной простой зависимости предполагается, что протекающий вдоль трубы ток является постоянным током, при этом, благодаря использованию соответствующей модели, рассматриваемые в данной заявке способы могут использоваться для любого распределения тока. Для того чтобы учесть вариации токов может использоваться альтернативный расчет с использованием соответствующих весовых коэффициентов. Данная формула является простой и нет необходимости включать ее в данную заявку. Очевидно, что используя данную зависимость, можно вычислить как расстояние, так и направление.

(2)

(3)

где

(4)

Опытным путем было установлено, что с помощью формулы (3) обеспечивается надежный способ измерения относительного направления целевой трубы относительно координат приемника, и данная формула может использоваться при условии, что сигнал, принятый от трубы значительно превышает погрешности измерения. Поскольку токи также являются точно измеренными и известными, с помощью формулы (2) предоставляется наилучший способ вычисления расстояния, при этом не требуется градиентных измерений.

На Фиг. 4 схематически проиллюстрирован принцип абсолютного измерения относительно целевой трубы 402 с помощью датчика магнитного поля 415. Как проиллюстрировано на Фиг. 4, абсолютное измерение может выполняться с использованием двух (в случае двух скважин практически параллельных друг другу) или трехосевых магнитометров. В большинстве применений для определения расстояния целевая обсадная труба, как правило, параллельна пробуриваемой скважине, так что на Фиг. 4 требуются только датчики с осями х и y. Тем не менее, на практике может использоваться датчик с осью z для случаев определения расстояния в менее параллельных/непараллельных скважинах для калибровки принятых сигналов в датчиках с осями х и y. H_x1 и H_y1на Фиг. 4 рассматриваются как калиброванная напряженность магнитного поля по оси х и оси y датчиков, соответственно.

Приемник магнитных диполей может быть выполнен с помощью магнитометров, атомных магнитометров, магнитометров с насыщенным сердечником, соленоидов или катушек. Стандартный MWD (Measurement While Drilling - каротаж во время бурения) магнитометр может использоваться для определения расстояния с помощью профилирования тока на основании широко известных способов измерения, которые, в основном, используются для наведения по магнитному полю (MG, magnetic guidance).

На Фиг. 5 проиллюстрирована блок-схема отличительных признаков типовой системы для операции определения расстояния. На Фиг. 5 проиллюстрирована блок-схема, описывающая типовой вариант реализации работы системы с учетом определения расстояния относительно добывающей скважины. На шаге 505 пробуривается добывающая скважина. На шаге 510 выполняется развертывание оборудования для подачи поверхностного тока возбуждения. Данное развертывание оборудования может выполняться таким же образом, как и при операции измерении расстояния. На шаге 515 в добывающей скважине размещаются электроды напряжения. Данные электроды напряжения могут размещаться с помощью конструкции на каротажном кабеле. На шаге 520 активируется поверхностный ток возбуждения. На шаге 525 измеряются напряжения, возникающие на электродах. С помощью данных измерений напряжения может быть построен профиль напряжения вдоль добывающей скважины. На шаге 530 прекращается подача поверхностного тока возбуждения. На шаге 535 в добывающей скважине активируются токовые электроды. Данные токовые электроды могут применяться для измерения импеданса. На шаге 540 выполняются измерения напряжения. Также могут измеряться токи. На шаге 545 выполняется расчет импедансов. На основании рассчитанных импедансов может быть построен профиль импеданса добывающей скважины. На шаге 550 выполняется расчет токов. Ток рассчитывается на основании предварительно определенных напряжения и импеданса. Профиль тока может быть получен на основании профилей напряжения и импеданса, используемых для расчета токов. Начинается бурение нагнетательной скважины. На шаге 555 после пробуривания части нагнетательной скважины бурение останавливается. На шаге 560 активируется поверхностный ток возбуждения. С целью более точного измерения поверхностная активация может выполняться после остановки бурения. На шаге 565 измеряются абсолютные магнитные поля. На шаге 570 рассчитываются расстояние и направление. Данные расчеты могут выполняться на основании профилированных токов и измеренных магнитных полей с помощью формул (2) и (3). На шаге 575 корректируются параметры бурения и определения расстояния. Бурение может возобновляться. При необходимости операцию определения расстояния можно повторить. Действие поверхностного тока возбуждения также может корректироваться на основании данных, полученных во время операции электромагнитной телеметрии. Как проиллюстрировано на Фиг. 5, данный типовой вариант реализации изобретения может выполняться в четыре этапа: расчет напряжения (определение профиля напряжения), расчет импеданса (определение профиля импеданса), расчет тока (определение профиля тока) и определение расстояния.

С помощью способов, в контексте данной заявки, возможно выполнить точный и глубокий расчет расстояния на основании абсолютных сигналов без использования градиентных сигналов. Данный расчет может выполняться путем профилирования токов в добывающей скважине с помощью зонда электрического каротажа, опускаемого на каротажном кабеле. Данное профилирование может выполняться только один раз перед началом бурения так, что для операций определения расстояния одновременно не требуется двух бригад персонала на добывающей и нагнетательной скважинах, что позволяет достичь значительной экономии средств. Благодаря использованию операции на основе абсолютных сигналов, в отличие от имеющихся в настоящее время инструментов, основанных на измерении градиента, данный инструмент имеет значительно больший диапазон в точном вычислении расстояния порядка 200 футов (60,96 м). По сравнению с существующими способами это позволяет существенно увеличить дальность точного вычисления расстояния приблизительно в 10 раз.

На Фиг. 6 проиллюстрирована блок-схема элементов типового способа выполнения операции определения расстояния относительно добывающей скважины. На шаге 610 генерируется профиль напряжения относительно первой скважины. Первая скважина может быть добывающей скважиной. Способ может выполняться относительно целевой скважины, содержащей подземные приспособления, состоящие из проводящих трубоподобных конструкций. Операции определения расстояния до целевой скважины и соответствующей конструкции в первой скважине относительно второй скважины могут быть преобразованы для других скважин. Например, преобразование может выполняться относительно скважины, для которой известно расстояние и направление до целевой скважины. Профиль напряжения может генерироваться с учетом тока возбуждения, измеренного отобранными электродами из множества электродов, размещенных вдоль трубы первой скважины. Генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения может включать активацию излучателя на поверхности, с которой была образована первая скважина. Генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения может включать активацию излучателя в первой скважине на определенной глубине. Активация излучателя может включать использование активации, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц. Генерирование профиля напряжения включает определение разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы первой скважины для тока, поданного в устье первой скважины и тока, возвращенного в расположение на поверхности, с которого была образована первая скважина.

На шаге 620 генерируется профиль импеданса относительно первой скважины. Профиль импеданса может формироваться с учетом положения вдоль первой скважины с помощью электродов, отобранных из множества электродов. Генерирование профиля импеданса может включать подачу тока от одного электрода из множества электродов к другому электроду из множества электродов и определение разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы между или в расположениях электродов, подающих и принимающих ток.

На шаге 630 с помощью профиля напряжения и профиля импеданса генерируется профиль тока. На шаге 640 выполняется операция определения расстояния до первой скважины относительно второй скважины с использованием профиля тока и измеренного магнитного поля. Выполнение операции определения расстояния может включать выполнение операции определения расстояния относительно нагнетательной скважины во время использования парогравитационного дренажа SAGD Выполнение операции определения расстояния может включать выполнение операции определения расстояния относительно второй скважины, которая является добывающей скважиной. В различных вариантах реализации изобретения способы могут включать выполнение операции определения расстояния относительно одной или более скважин, отличающихся от первой и второй скважин.

Выполнение операции определения расстояния может включать выполнение операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения. Выполнение операции определения расстояния может включать определение расстояния и направления до второй скважины с использованием зависимости между расстоянием и отношением тока к измеренному магнитному полю на глубине, причем ток на глубине выбирается из профиля тока на глубине для тока, поданного в устье первой скважины и тока, возвращенного в расположение на поверхности, с которого была образована первая скважина.

В различных вариантах реализации изобретения способы могут включать повторение генерирования профиля напряжения, генерирование профиля импеданса и генерирование профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины.

В различных вариантах реализации изобретения энергонезависимое машиночитаемое устройство хранения может содержать хранящиеся на нем команды, причем команды вызывают осуществление вычислительной машиной операций, включающих один или более отличительных признаков, аналогичных или идентичных отличительным признакам способов и технологий, связанных с выполнением операции определения расстояния относительно первой скважины как описано в данной заявке. С учетом команд первая скважина может быть выполнена как добывающая скважина. Физическая структура данных команд может быть выполнена с помощью одного или более процессоров. Выполнение данных физических структур может вызвать выполнение машиной операций: генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения, измеренного электродами, отобранными из множества электродов, размещенных вдоль трубы первой скважины; генерирование профиля импеданса с учетом положения вдоль первой скважины с помощью отобранных электродов из множества электродов; генерирование профиля тока с помощью профиля напряжения и профиля импеданса; и выполнение операции определения расстояния до первой скважины относительно второй скважины с помощью профиля тока и измеренного магнитного поля.

Операции, выполняемые машиной, могут включать любую из операций, описанных в данной заявке, для выполнения операции определения расстояния относительно скважины. Выполнение операций определения расстояния может включать выполнение операции определения расстояния относительно нагнетательной скважины во время использования парогравитационного дренажа SAGD. Операции генерирования профиля напряжения с учетом тока возбуждения могут включать активацию излучателя на поверхности, с которой была образована первая скважина, например, добывающая скважина. Операции генерирования профиля напряжения с учетом тока возбуждения могут включать активацию излучателя в первой скважине на определенной глубине. Активация излучателя может включать использование активации, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц.

Операции генерирования профиля напряжения могут включать определение разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы первой скважины для тока, поданного в устье первой скважины и тока, возвращенного в расположение на поверхности, с которого была образована первая скважина. Операции генерирования профиля импеданса могут включать подачу тока от одного электрода из множества электродов к другому электроду из множества электродов и определение разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы между или в расположениях электродов, подающих и принимающих ток. Выполнение операций определения расстояния может включать выполнение операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения. Выполнение операций определения расстояния может включать определение расстояния и направления до второй скважины с использованием зависимости между расстоянием и отношения тока к измеренному магнитному полю на глубине, причем ток на глубине выбирается из профиля тока на глубине для тока, поданного в устье первой скважины и тока, возвращенного в расположение на поверхности, с которого была образована первая скважина.

Операции могут включать повторение генерирования профиля напряжения, генерирования профиля импеданса и генерирования профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины. Операции могут включать операции, при которых второй скважиной является добывающая скважина. Операции могут включать выполнение операции определения расстояния относительно одной или более скважин, которые отличаются от первой и втор