Способы и системы настройки технологического процесса каротажных работ

Способы и системы настройки технологического процесса каротажных работ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Знания о структуре и характеристиках геологических формаций могут повысить эффективность нефтепромысловых работ, таких как бурение скважины, ее заканчивание и добыча продукции. В прошлом оценка, моделирование или прогнозирование характеристик таких формаций выполнялись до вскрытия пласта. Однако фактические характеристики той или иной части пласта до вхождения бурового долота в эту часть пласта, как правило, не известны. Следовательно, бурильщики в подобных обстоятельствах до вхождения бурового долота в пласт не могут эффективно принимать активные или заблаговременные решения на основании предвидения фактических характеристик пласта. Управление текущими операциями каротажа во время бурения (КВБ) или кабельного каротажа представляет собой сложную задачу, на которую влияют факторы, включающие ограничения по пропускной способности канала передачи данных между скважинным прибором и наземной системой управления, ограничения по точности измерений, ограничения по обработке данных и ограничения по интерпретации данных.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

В данной заявке соответственно раскрываются различные способы и системы настройки рабочего процесса для проведения текущих каротажных работ.

На Фиг. 1 показана блок-схема иллюстративной каротажной системы.

На Фиг. 2A показана блок-схема иллюстративных компонентов каротажного прибора.

На Фиг. 2B показан иллюстративный контроллер каротажного прибора.

На Фиг. 3 иллюстрируются компоненты варианта реализации прибора каротажа во время бурения (КВБ).

На Фиг. 4 иллюстрируются компоненты варианта реализации инструмента, спускаемого в скважину на тросе.

На Фиг. 5 показана блок-схема элементов иллюстративной каротажной системы, связанных с управлением рабочим процессом каротажа.

На Фиг. 6 показана иллюстративная производственная среда КВБ.

На Фиг. 7 показана блок-схема иллюстративной компьютерной системы.

На Фиг. 8 показана иллюстративная производственная среда кабельного каротажа.

На Фиг. 9 иллюстрируются различные параметры, исследуемые каротажным прибором в подземной производственной среде.

Фиг. 10-12 представляют собой технологические схемы способов иллюстративной настройки рабочего процесса для текущих каротажных работ.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В данной заявке раскрыты способы и системы управления рабочим процессом каротажа с использованием механизма адаптивного обучения, применяемого в забое и(или) на поверхности. Действия механизма адаптивного обучения могут быть основаны на собранных измерениях, данных, вводимых оператором и(или) на правилах автоматизации. Методы управления рабочим процессом каротажа, описываемые в данной заявке, применяются к текущим каротажным работам. В контексте данной заявки термин “текущие каротажные работы” относится к последовательности каротажных работ в стволе скважины. Рабочий процесс каротажа может настраиваться для каждого этапа последовательности каротажных работ. Такие настройки могут приближаться к настройкам в режиме реального времени, однако не сводятся только к ним.

На Фиг. 1 показана блок-схема иллюстративной каротажной системы 100. Каротажная система 100 включает каротажный прибор 140 с системами 142 просмотра впереди/вокруг бурового долота для сбора измерений перед буровым долотом и(или) вокруг него. В контексте данной заявки термин “измерения перед буровым долотом” относится к измерениям, соответствующим районам, которые находятся перед буровым долотом или реперной точкой, связываемой с буровым долотом, тогда как термин “измерения вокруг бурового долота” относится к измерениям, соответствующим районам, которые находятся по сторонам от бурового долота или реперной точки, связываемой с буровым долотом.

Каротажный прибор 140 также содержит контроллер 144 для руководства различными действиями каротажного прибора 140. Действия включают установку или настройку параметров для сбора необработанных данных, обработку необработанных данных, хранение необработанных и(или) обработанных данных и передачу необработанных и(или) обработанных данных на поверхность. Интерфейс 146 коммуникации каротажного прибора 140 обеспечивает возможность передачи данных измерений перед буровым долотом и(или) вокруг бурового долота в интерфейс 130 коммуникации на поверхность. Интерфейс 130 коммуникации на поверхность передает данные измерений перед буровым долотом и(или) вокруг бурового долота компьютеру 102 на поверхности с помощью известных методов телеметрии (например, по гидроимпульсному каналу связи, подачей электромагнитных сигналов или по сети трубопроводов с оплеткой). Следует понимать, что данные измерений перед буровым долотом и(или) вокруг бурового долота, передаваемые компьютеру 102 на поверхности с каротажного прибора 140, могут включать необработанные данные измерений, обработанные данные измерений, инвертированные данные измерений и(или) параметры визуализации.

Как проиллюстрировано на Фиг. 1, компьютер 102 на поверхности включает процессор 104, соединенный с монитором 105, устройство(-а) 106 ввода и устройство хранения 108 данных. Монитор 105 и устройство(-а) 106 ввода функционируют как пользовательский интерфейс, который позволяет оператору (т.е. бурильщику и(или) оператору каротажа) просматривать информацию, вводить команды управления направлением и(или) вводить команды или параметры рабочего процесса каротажа.

По меньшей мере в некоторых вариантах реализации изобретения в устройстве хранения 108 данных хранится программное обеспечение 110 управления рабочим процессом каротажа с модулем 112 управления каротажем, модулем 114 управления обработкой, модулем 116 управления инверсией, модулем 118 управления визуализацией, модулем 120 управления автоматизацией, модулем 122 анализа качества данных и модулем 124 управления кодированием/декодированием. По меньшей мере в некоторых вариантах реализации изобретения действия программного обеспечения 110 управления рабочим процессом каротажа по меньшей мере частично основаны на генерировании визуального представления пласта по собранным данным измерений и получении обратной связи от оператора. В качестве примера: обратная связь от оператора может соответствовать выбору оператором какой-либо из имеющихся опций управления рабочим процессом, предоставлению анализа качества данных и(или) установлению правил для обеспечения возможности автоматизации рабочего процесса для текущих каротажных работ.

В некоторых вариантах реализации изобретения устройство(а) 106 ввода включает сенсорный экран, мышь и(или) клавиатуру для возможности взаимодействия оператора с программным обеспечением 110 управления рабочим процессом каротажа. Кроме того, устройство(а) 106 ввода может обеспечить возможность взаимодействия оператора с интерфейсом управления направлением, благодаря которому оператор может принимать решения по управлению направлением с помощью визуальных представлений пласта, как описано в данной заявке. Следует понимать, что действия программного обеспечения 110 управления рабочим процессом каротажа применимы к системам кабельного каротажа, а также к системам КВБ.

По меньшей мере в некоторых вариантах реализации изобретения модуль 112 управления каротажем программного обеспечения 110 управления рабочим процессом каротажа обеспечивает возможность выбора или настройки управляющих параметров каротажными работами для текущих каротажных работ. Типовые управляющие параметры каротажными работами включают параметр скорости перемещения (например, фиксированные или многократные значения переменной скорости), параметр уровня мощности исходного сигнала, параметр частоты исходного сигнала, параметр усредненной длины окна, параметр ориентации антенны и(или) параметр ориентации антенны с синтезированной апертурой.

В частности, параметр уровня мощности исходного сигнала может быть связан с различными приборами, такими как электромагнитный прибор каротажа удельного сопротивления, акустический прибор оценки продуктивности пласта, магниторезонансный прибор, акустический кавернометр, дальномер, прибор каротажа сопротивления просмотра впереди/вокруг бурового долота, акустический прибор просмотра впереди/вокруг бурового долота, импульсный источник нейтронов или источник рентгеновских лучей, получаемых из электронного луча. Параметры частоты могут быть связаны с электромагнитными (в том числе магниторезонансными) и акустическими приборами всех типов, включая дальномеры и приборы просмотра впереди/вокруг бурового долота. Параметры окна усреднения, как правило, связаны с ядерными датчиками, хотя они также могут быть использованы для обнаружения слабых электромагнитных или акустических сигналов (например, в приборах просмотра впереди/вокруг бурового долота или в дальномерах).

Типовые параметры антенн обеспечивают возможность выбора конкретных антенн или акустических передатчиков (или групп антенн или акустические передатчиков) в системе антенн или акустических передатчиков. Кроме того, параметры антенн могут обеспечивать возможность настройки фазового сдвига между антеннами или акустическими передатчиками. Параметры антенн могут также обеспечивать возможность настройки чувствительности или коэффициента усиления антенн или акустических передатчиков. В то же время параметры ориентации антенны обеспечивают возможность настройки ориентации главной оси отклика антенны или акустического передатчика относительно местной оси бурильной колонны и(или) относительно друг друга. Параметры ориентации антенны могут также обеспечивать возможность настройки относительного азимутального позиционирования антенн или акустических передатчиков относительно друг друга. В некоторых вариантах реализации изобретения такие параметры ориентации антенны связаны с системой КВБ, тогда как другие параметры связаны с системой КВБ и системой кабельного каротажа.

Модуль 114 управления обработкой обеспечивает возможность выбора или настройки управляющих параметров обработки данных для текущих каротажных работ. Типовые управляющие параметры обработки данных включают многокомпонентный обобщенный параметр, обобщенный параметр разных углов наклона, параметр элементов задержки виртуальной антенны, параметр фильтрации шумов, параметр тригонометрической подгонки, параметр поправки на температуру, параметр специализации программного обеспечения, параметр устранения эффекта рогов поляризации, параметр поправки на влияние скважины и параметр калибровки.

Модуль 116 управления инверсией обеспечивает возможность выбора или настройки параметров управления инверсией данных для текущих каротажных работ. Типовые параметры управления инверсией данных включают параметр типа инверсии, параметр частоты инвертирования и параметр усреднения инвертирования. Типовые параметры управления инвертированием включают: начальную оценку расстояния до границы, пределы области поиска инверсии, начальные оценки значений удельного сопротивления пласта выше и ниже границы, начальные оценки значений плотности породы выше и ниже границы, начальные оценки диаметра и удельного сопротивления зоны проникновения, начальные оценки падения и анизотропии пласта (и границы пределов этих переменных), выбор определенных алгоритмов (например, выбора закона образования смеси для того или иного типа пласта). Закон образования смеси описывает видоизменение объемных физических характеристик композиционного материала в качестве функции характеристик и распределения материалов, его составляющих. Такие законы образования смеси, как правило, являются полуэмпирическими по своему характеру и их истинность зависит от характеристик пласта.

Параметры типа инверсии связаны главным образом с параметрированием геометрии пласта и неизвестных величин. В случаях, когда предполагается модель однородного пласта, типовое значение параметра типа инверсии является нульмерным. В случаях, когда предполагается, что вариации характеристик пласта имеет место только в одном пространственном измерении, значение параметра другого типа инверсии является одномерным. В случаях, когда вариации характеристик пласта учитываются только в двух пространственных измерениях, значение параметра другого типа инверсии является двумерным. В случаях, когда вариации характеристик пласта имеют место во всех трех пространственных измерениях, значение параметра другого типа инверсии является трехмерным. В этом случае измерения могут считаться как находящиеся в прямоугольной, цилиндрической, эллиптической или сферической системах координат. Параметры типа инверсии могут также обеспечивать возможность выбора между итеративным алгоритмом и алгоритмом, основанным на поиске по таблице данных инверсии. Для поиска по таблице данных инверсии учитывается предвычисляемая таблица, в которой отображены выводимые данные для параметров ввода прямой задачи (например, случайная линейная система с постоянными параметрами, такими как решение значений сигналов при условии распределения определенных характеристик пласта и конструкции прибора). Параметр типа инверсии может также обеспечивать возможность выбора используемого алгоритма численной оптимизации (например, алгоритмы наискорейшего спуска, сопряженного градиента, Левенберга, Марквардта и Гаусса-Ньютона).

Параметры частоты инвертирования могут включать множество индексов, указывающих, какие частоты будут использованы в инверсии. Параметрами частоты инвертирования также могут быть сами эти частоты. Параметры усреднения инвертирования могут задавать количество вводимых точек замера глубины, включаемых в инверсию и(или) распределение нагрузок. В качестве дополнения или альтернативного варианта параметры усреднения инвертирования могут задавать количество точек или слоев, включаемых в параметрирование выходных данных задачи инверсии.

Модуль 118 управления визуализацией обеспечивает возможность выбора или настройки параметров управления визуализацией для текущих каротажных работ. Типовые параметры управления визуализацией включают параметр типа горизонтальной проекции и параметры опций горизонтальной проекции.

В частности, параметры, которые отображаются или представлены модулем 118 управления визуализацией, могут включать физические параметры, такие как ориентация прибора, значения удельного сопротивления пласта, вертикальное удельное сопротивление, горизонтальное удельное сопротивление, относительные углы падения пласта, относительные азимутальные углы, значения падения пласта, азимуты пласта, траектория бурения, расстояние до границ пласта, водонасыщенность и пористость пласта. Помимо этого, могут быть отображены или представлены модулем 118 управления визуализацией проверенные параметры, такие как оценки неопределенности, данные о типе инверсии и(или) данные сравнения. Путем отображения или представления физических параметров и проверенных параметров модуль 118 управления визуализацией предоставляет оператору КВБ возможность обеспечивать входные данные для управления рабочим процессом каротажа и(или) для правил механизма адаптивного обучения, как описано в данной заявке.

Типовые опции горизонтальной проекции включают различные опции двумерного (2D) или трехмерного (3D) графического представления данных, в которых положение/ориентация прибора и характеристик пласта (например, удельное сопротивление или электромагнитная проницаемость) представлены в цвете, в виде текстур и(или) контуров. Отдельные компоненты пласта также могут быть идентифицированы в цвете, в виде текстур и(или) контуров. В некоторых вариантах реализации изобретения текстуры или контуры, используемые для представления характеристик пласта, имеют вид, заданный по умолчанию, для представления изотропных характеристик пласта, и вид в масштабе (относительно вида, заданного по умолчанию) для представления aнизотропных характеристик пласта. Опции двумерного/трехмерного графического представления данных могут включать использование стрелок, линий и(или) полос для представления направлений и расстояний (например, направление и расстояние между буровым долотом и границей пласта). Опции двумерного/трехмерного графического представления данных также могут включать оценку неопределенности для отображаемых или представляемых данных. В некоторых вариантах реализации изобретения неопределенность представлена посредством изменения прозрачности отображаемых данных (при этом более высокая прозрачность представляет повышенную неопределенность), изменения уровня яркости отображаемых данных или путем отображения зоны неопределенности для отображаемых данных. Опции двумерного/трехмерного графического представления данных также могут включать отображение данных, соответствующих разным инверсиям, наряду с идентификаторами инверсии. Опции двумерного/трехмерного графического представления данных также могут включать перенос нанесенных на карту данных, которые выходят за границы горизонтальной проекции. Опции двумерного/трехмерного графического представления данных также могут включать радиолокационное целеуказание для отображения расстояния между границами пласта и буровым долотом и направление движения бурового долота.

В некоторых вариантах реализации изобретения отображение горизонтальной проекции включает отображение двумерной горизонтальной проекции, иллюстрирующей характеристики пласта в одном заранее заданном направлении по отношению к реперной точке для прибора в качестве функции глубины. В качестве дополнения или альтернативного варианта отображение горизонтальной проекции включает отображение двумерной или трехмерной горизонтальной проекции, иллюстрирующей траекторию бурения, и по меньшей мере один отдельный двумерный или трехмерный объект траектории бурения для каждого множества различающихся значений глубины вдоль траектории бурения. В качестве дополнения или альтернативного варианта отображение горизонтальной проекции включает отображение двумерной горизонтальной проекции, иллюстрирующей отдельный индикатор расстояния до границы пласта для каждого множества различающихся значений глубины. В качестве дополнения или альтернативного варианта отображение горизонтальной проекции включает отображение вида радиолокационной карты местности, иллюстрирующего реперную точку прибора и концентрические окружности вокруг реперной точки прибора для представления расстояния от реперной точки прибора, при этом вид радиолокационной карты местности отображает для прибора объекты характеристик пласта в качестве функции азимута относительно оси. Объектами характеристик пласта могут быть линии границ и(или) данные о пласте, такие как удельное сопротивление или электромагнитная проницаемость. В качестве дополнения или альтернативного варианта отображение горизонтальной проекции включает отображение горизонтальной проекции, иллюстрирующей траекторию бурения и границы пласта в качестве функции глубины и горизонтального положения, при этом горизонтальная проекция выполняет перенос горизонтального положения отображаемой траектории бурения на противоположную сторону горизонтальной проекции, если длина горизонтального участка траектории бурения выходит за пределы горизонтального положения горизонтальной проекции. В различных горизонтальных проекциях могут быть активизированы или деактивизированы различные ориентиры на карте местности.

Модуль 120 управления автоматизацией обеспечивает возможность выбора или настройки правил механизма адаптивного обучения для текущих каротажных работ. Типовые правила механизма адаптивного обучения включают правила для выбора или настройки управляющих параметров каротажных работ, управляющие параметры обработки и(или) параметры управления инвертированием, описанные в соответствии с заранее заданным выполнением программы, измерениями и(или) пусковыми схемами. По меньшей мере в некоторых вариантах реализации изобретения модуль 120 управления автоматизацией устанавливает правила с использованием информации из базы данных, такой как необработанные данные измерений, обработанные данные измерений, инвертированные данные измерений и(или) параметры визуализации. Кроме того, для установления правил механизма адаптивного обучения может учитываться неавтоматизированная обратная связь касательно качества необработанных данных измерений, обработанных данных измерений, инвертированных данных измерений и(или) параметров визуализации. Кроме того, для установления правил механизма адаптивного обучения может быть применен процесс фильтрации данных, такой как последовательность действий нейронной сети и(или) последовательность действий многомерной интерполяции/экстраполяции.

Модуль 122 анализа качества данных обеспечивает пользовательский интерфейс для предоставления оператору возможности выбора или ввода значения качества данных для необработанных данных измерений, обработанных данных измерений, инвертированных данных измерений и(или) параметров визуализации. По меньшей мере в некоторых вариантах реализации изобретения обратная связь, предоставляемая оператором с помощью модуля 122 анализа качества данных, задействуется другими модулями программного обеспечения 110 управления рабочим процессом каротажа. Например, модуль 120 управления автоматизацией может использовать такую обратную связь, по меньшей мере частично, для установления правил механизма адаптивного обучения, как описано в данной заявке по меньшей мере на Фиг. 12.

Модуль 124 управления кодированием/декодированием обеспечивает возможность выбора или настройки схем кодирования/декодирования для управления передачей данных для текущих каротажных работ. Разные схемы кодирования/декодирования определяют количество многочисленных типов необработанных данных измерений, передаваемых с каротажного прибора 140 компьютеру 102 на поверхности во время текущих каротажных работ. Кроме того, разные схемы кодирования/декодирования связаны с объемом обработки, применяемой к многочисленным типам необработанных данных измерений со стороны каротажного прибора 140 и(или) компьютера 102 на поверхности. Кроме того, разные схемы кодирования/декодирования определяют количество многочисленных типов обработанных данных измерений, передаваемых с каротажного прибора 140 компьютеру 102 на поверхности во время текущих каротажных работ. Может быть выбрана или скорректирована конкретная схема кодирования/декодирования, например, в ответ на просмотр оператором качества различных типов данных и определения необходимости другого набора типов данных или другого объема конкретного типа данных. Кроме того, механизм адаптивного обучения может выбирать конкретную схему кодирования/декодирования на основании выполнения программы, измерений и(или) пусковых схем.

Типовые операции управления рабочим процессом, выполняемые с помощью механизма адаптивного обучения и(или) данных, вводимых оператором, включают изменение частоты, уровня мощности и(или) выбор другой комбинации передатчика и приемника в ответ на выходной сигнал датчика, не входящий в диапазон, в пределах которого он получает точный отклик. В качестве конкретного примера: в пласте с высоким удельным сопротивлением фазовый сдвиг удельного сопротивления распространяющейся волны между двумя приемными антеннами может быть настолько мал, что достоверное измерение удельного сопротивления не может быть выполнено с использованием полученного значения. В подобном случае может быть выбрано большее расстояние между антеннами и(или) более высокая частота. В качестве еще одного примера: средняя частота передатчика могла быть смещена (например, более высокая частота в данном конкретном примере) в ответ на обнаружение того, что какой-либо конкретный режим (например, режим Стоунли) преобладает над откликом. Кроме того, с использованием разности времени вступления у разных передатчиков, а также различных методов обработки времени/частоты могут быть установлены другие режимы распространения.

В качестве еще одного примера операций управления рабочим процессом: все необработанные и обработанные данные, связанные с частотой, могут передаваться или приниматься с пониженной точностью и(или) более низкой скоростью передачи данных в ответ на результаты инверсии и интерпретации, нечувствительные к данной частоте. В качестве еще одного примера: если какие-либо значительные изменения сигнала в отношении глубины не предполагаются, может быть выбрана схема кодирования на основании дифференцирования в отношении глубины для оптимизации пропускной способности. В качестве еще одного примера: если имеются значительные взаимосвязи между некоторыми каналами необработанных или обработанных данных, может быть использована многомерная схема кодирования/декодирования для оптимизации пропускной способности.

В еще одном примере может быть выполнено вычисление и сравнение с пороговым уровнем вариаций необработанных или обработанных сигналов. Если вариации ниже порогового уровня, может быть активировано дифференцирующее кодирование/декодирование. В качестве еще одного примера: может быть выполнено вычисление и сравнение взаимосвязей между разными каналами необработанных или обработанных данных с пороговым уровнем. Если взаимосвязи выше порогового уровня, может быть активирована двумерная схема кодирования/декодирования.

По меньшей мере в некоторых вариантах реализации изобретения программное обеспечение управления рабочим процессом каротажа 110 обеспечивает возможность различных ручных или автоматизированных настроек на основании заранее заданных критериев. В качестве примера: в ответ на определение того, что удельное сопротивление слоя пласта меньше порогового значения (что, например, является признаком неустойчивой зоны давления) или больше порогового значения (что, например, является признаком соляного купола) могут быть выполнены настройки скорости бурения (включая пуск/остановку) или удельного веса бурового раствора. В качестве еще одного примера: уровень мощности на той или иной частоте для операции каротажа может быть повышен в ответ на определение того, что качество инвертирования на той или иной частоте ниже порогового уровня. Кроме того, может быть снижена частота, используемая для операции каротажа, в ответ на определение того, что инвертированное удельное сопротивление пласта ниже порогового уровня. Кроме того, может быть повышена частота, используемая для операции каротажа, в ответ на определение того, что инвертированное удельное сопротивление пласта выше порогового уровня. Кроме того, могут быть выполнены более длительные измерения (с бóльшим усреднением) в ответ на определение того, что уровень шумов выше порогового уровня. Кроме того, могут быть выполнены настройки ориентации антенны с синтезированной апертурой для оптимизации чувствительности перед прибором в ответ на определение угла наклонения или ориентации прибора. Кроме того, может быть выбрано уменьшенное расстояние между передатчиком и приемником в ответ на определение того, что предполагаемое расстояние до границы меньше порогового уровня. Кроме того, если определено, что качество данных выше порогового уровня, результаты инверсии могут быть использованы в качестве начальных приближений для следующих измерений. В остальных случаях результаты инверсии могут не учитываться. Кроме того, в ответ на определение существования условия, вызывающего аномалию, алгоритм или процесс обучения могут быть остановлены (предотвращается обучение неправильным действиям). Кроме того, алгоритм или процесс обучения могут быть возвращены в исходное состояние или установлены в другой режим в ответ на определение того, что обнаружена новая производственная среда.

Типовыми правилами механизма адаптивного обучения или алгоритмы могут быть условные выражения, которые исполняются в случае, если заданное условие становится истинным. Эти правила или алгоритмы могут настраиваться на основании результатов предыдущих измерений и(или) данных, собранных от других приборов или из других скважин. В альтернативном варианте правила или алгоритмы могут быть настроены таким образом, что параметры определяются на основании производимых измерений. Например, уровень мощности для той или иной частоты во время каротажных работ может быть установлен обратно пропорционально оценке качества инвертирования. Кроме того, та или иная частота может быть понижена или повышена во время каротажных работ до достижения максимального уровня абсолютного сигнала или соотношения сигнал-шум (SNR). Кроме того, длина окна измерений может настраиваться повторно во время каротажных работ для получения требуемого уровня SNR в пределах поля допусков.

Хотя Фиг. 1 иллюстрирует, что инструмент 110 управления рабочим процессом каротажа хранится в компьютере 102 на поверхности и исполняется им, следует понимать, что соответствующее программное обеспечение может исполняться каротажным прибором 140 для выполнения различных действий по управлению рабочим процессом каротажа, описанных в данной заявке. Например, по меньшей мере в некоторых вариантах реализации изобретения контроллер 144 каротажного прибора 140 включает программное обеспечение, соответствующее различным модулям, описанным для инструмента 110 управления рабочим процессом каротажа, для руководства по меньшей мере некоторыми управляющими параметрами каротажных работ, управляющими параметрами обработки, параметрами управления инвертированием, параметрами визуализации, управления автоматизацией, анализом качества данных и схемами кодирования/декодирования, как описано в данной заявке.

Описание данных измерений перед буровым долотом и(или) вокруг бурового долота применимо к вариантам реализации каротажа во время бурения (КВБ) каротажной системы 100. Для вариантов реализации кабельного каротажа каротажной системы 100, системы 142 просмотра впереди/вокруг бурового долота каротажного прибора 140 также актуальны, однако реперную точку будет представлять часть инструмента, спускаемого в скважину на тросе, а не буровое долото, как в вариантах реализации КВБ. Кроме того, следует понимать, что в вариантах реализации КВБ или кабельного каротажа каротажной системы 100 могут быть задействованы несколько каротажных приборов, каждый из которых имеет собственную реперную точку для операций каротажа по просмотру впереди или просмотру вокруг бурового долота.

На Фиг. 2A показана блок-схема иллюстративного прибора 140 индукционного или электромагнитного каротажа. Как проиллюстрировано на Фиг. 2A, каротажный прибор 140 содержит контроллер 144, имеющий связь с различными другими компонентами. В частности, каротажный прибор 140 включает N передатчиков 220A-220N с соответствующими антеннами 222 и M приемников 204A-204M с соответствующими антеннами 202, имеющими связь с контроллером 144. Для передачи сигналов контроллер 144 дает указание генератору 216 сигналов генерировать импульс, последовательность импульсов или другие сигналы. Выходной сигнал генератора 216 сигналов подается в демультиплексор 218, который направляет выходной сигнал из генератора 216 сигналов в один из передатчиков 220A-220N. В то же время необработанные данные о сигналах, получаемых по приемникам 204A-204M, сохраняются в буфере 212 данных, после чего блок 214 обработки данных/связи передает необработанные данные в интерфейс 130 коммуникации на поверхность (см. Фиг. 1). Блок 214 обработки данных/связи также может обрабатывать необработанные данные и передавать обработанные данные в интерфейс 130 коммуникации на поверхность в дополнение к необработанным данным измерений или вместо них. Кроме того, блок 214 обработки данных/связи может выбирать типы и объемы обработки необработанных данных. Кроме того, блок 214 обработки данных/связи может выбирать типы и объемы передачи необработанных данных и(или) обработанных данных в интерфейс 130 коммуникации на поверхность. Например, блок 214 обработки данных/связи может выборочно выполнять операции обработки в соответствии с различными параметрами управления, такими как многокомпонентный обобщенный параметр, обобщенный параметр угла наклона, параметр задержки виртуальной антенны, параметр фильтрации шумов, параметр тригонометрической подгонки, параметр поправки на температуру, параметр специализации программного обеспечения, параметр устранения эффекта рогов поляризации, параметр поправки на влияние скважины и параметр калибровки.

Типовые применения вышеуказанных параметров включают установку многокомпонентного обобщенного параметра для имитирования передающих и приемных антенн с различными углами наклона на основании предполагаемого относительного угла падения слоев разрабатываемого пласта. Значение задержки или активирование задержки виртуальной антенны могут быть настроены на основании требуемой глубины изысканий или вертикального разрешения. Кроме того, может быть включен или отключен параметр фильтрации шумов на основании уровня шумов и порогового уровня. Кроме того, к массиву сгруппированных данных, собранных при различных углах вращения в системе КВБ, может быть применен параметр тригонометрической подгонки. Кроме того, может быть применен параметр поправки на температуру, если температура не входит в диапазон настоящей калибровки. Кроме того, может быть применен параметр устранения эффекта рогов поляризации, если в измерениях кажущегося удельного сопротивления наблюдаются большие пики.

Кроме того, блок 214 обработки данных/связи может выполнять операции обработки в соответствии с параметрами инверсии и параметрами визуального представления. Кроме того, блок 214 обработки данных/связи может выполнять операции обработки в соответствии с параметрами качества данных или в соответствии с правилами. Кроме того, блок 214 обработки данных/связи может выполнять операции обработки в соответствии с применением фильтров данных (например, нейронной сети либо операций многомерной интерполяции/экстраполяции) к необработанным данным измерений или обработанным данным измерений.

В некоторых вариантах реализации изобретения передатчики 220A-220N могут действовать как приемники, а приемники 204A-204M могут действовать как передатчики. Следовательно, возможны различные режимы работы. Также может быть выполнено объединение сигналов по времени, частоте или по обоим этим параметрам. В операциях каротажа, основанных на частоте, частотный сигнал испускается в местах, где возможна самая большая глубина обнаружения на очень низких частотах. Однако при использовании очень низких частот сигнал может быть слишком слабым. Если же используются очень высокие частоты, эффективная глубина проникновения становится слишком малой, что приводит к затуханию сигнала. Соответственно, прибор 140 может поддерживать операции на нескольких частотах и может производить настройку используемой частоты с целью обеспечения нормального функционирования в некотором диапазоне значений удельного сопротивления.

В операциях каротажа, основанных на времени, испускается большое количество электромагнитных частот. Вместо узкополосных сигналов передаются широкополосные сигналы (например, множество периодов прямоугольных импульсов или импульсов другой формы). В качестве примера: генератор 216 сигналов может направлять широкополосный сигнал в один из передатчиков 220A-220N и в одну из соответствующих антенн 222 для испускания ими электрического сигнала в пласт. В пласте электрический сигнал взаимодействует с характеристиками пласта (например, с удельным сопротивлением или удельной проводимостью пласта). Электрический сигнал, подвергшийся изменениям в пласте, обнаруживается приемной антенной 202 и передается в контроллер 144, буфер 212 данных и блок 214 обработки данных/связи. В соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения оператор на поверхности имеет возможность