Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления



Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления
Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления
Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления
Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления
Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления
Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления
Способ передачи данных изображения буровой скважины и система для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2511026:

ШЛЮМБЕРГЕР ТЕКНОЛОДЖИ Б.В. (NL)

Настоящее изобретение в целом относится к формированию изображения буровой скважины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к передаче в режиме реального времени видеоданных о буровой скважине из некоторого места внутри скважины в некоторое место на поверхности. Заявленная группа изобретений включает способ передачи данных изображения буровой скважины из скважины на поверхность и буровой снаряд для выполнения вышеуказанного способа. При этом способ передачи данных изображения буровой скважины из скважины на поверхность, согласно которому: получают набор данных изображения, описывающих формацию, окружающую буровую скважину, с использованием каротажного инструмента на выбранной глубине или в диапазоне глубин в буровой скважине, извлекают в скважине характерные признаки изображения из набора данных изображения, и передают данные о глубине измерения и представление извлеченных характерных признаков изображения из скважины на поверхность, и выполняют на поверхности корреляцию представления извлеченных характерных признаков изображения с данными о глубине измерения. Буровой снаряд содержит каротажный инструмент, выполненный с возможностью получения набора данных изображения, описывающих формацию, окружающий буровую скважину на выбранной глубине или в диапазоне глубин в буровой скважине; внутрискважинный процессор, связанный с каротажным инструментом, выполненный с возможностью извлечения характерных признаков изображения из набора данных изображения нисходящей скважине и внутрискважинную телеметрическую систему, выполненную с возможностью передачи данных о глубине измерения и представления характерных признаков изображения из скважины на поверхность, поверхностное оборудование, выполненное с возможностью выполнения на поверхности корреляции представления извлеченных характерных признаков изображения с данными о глубине измерения. Технический результат, достигаемый от реализации заявленной группы изобретений заключается в возможности передачи указанных характерных признаков изображения на поверхность в режиме реального времени, где указанные характерные признаки изображения могут быть использованы в качестве входных данных для различных способов анализа породы или буровой скважины в режиме реального времени. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к формированию изображения буровой скважины. Более конкретно, настоящее изобретение относится к передаче в режиме реального времени данных изображения о буровой скважине из некоторого местоположения внутри скважины в некоторое местоположение на поверхности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Изображение буровой скважины получают путем спуска в буровую скважину специализированного каротажного инструмента, оснащенного устройствами для формирования изображения. В скважине на выбранных глубинах каротажный инструмент вращают для получения изображения формации, окружающей буровую скважину. При кабельном каротаже в буровую скважину спускают каротажный инструмент, закрепленный на конце электрического кабеля или каротажного кабель-троса, причем указанный кабель дополнительно используют как средство передачи полученных данных изображения на поверхность. По длине кабеля, размещенного в буровой скважине, можно непосредственно измерять глубину размещения каротажного инструмента в буровой скважине. Кабельный каротаж быстро и эффективно обеспечивает высококачественные данные высокой плотности, но встречаются ситуации, в которых кабельный каротаж может быть затруднен или вообще не может быть выполнен, как, например, при бурении скважин с большим наклоном или горизонтальных скважин или когда буровая скважина нестабильна. Вместо кабельного каротажа может быть использован непрерывный каротаж в процессе бурения (LWD). При LWD каротажный инструмент встроен в бурильную колонну, размещенную в буровой скважине. Данные изображения, полученные каротажным инструментом, сохраняют в памяти и считывают при прекращении бурения и подъеме бурильной колонны на поверхность. Каротажный инструмент, используемый при LWD, обеспечивает данные более высокого качества по сравнению с каротажным инструментом, используемым при кабельном каротаже, поскольку он собирает данные во время бурения или сразу после него, прежде чем буровой раствор проникнет глубоко в формацию. Однако из-за большого объема данных, собранных инструментом, в режиме реального времени на поверхность может быть передана лишь часть полученных данных с использованием оборудования с беспроводным соединением, таким как телеметрическая система, работающая в режиме измерения в процессе бурения (MWD).

[0003] Изображение формации, окружающей буровую скважину, предоставляет информацию о геологических свойствах формации, окружающей буровую скважину. Следует отметить, что если изображение буровой скважины может быть получено в режиме реального времени, оно может быть интерпретировано и использовано для оптимизации скважинных работ, например бурения. Например, на основе такого изображения могут быть получены параметры бурения, такие как направление и расположение буровой коронки, которые могут быть использованы для геологической ориентации буровой коронки или предотвращения чрезмерного люфта буровой коронки. Для уменьшения размера данных изображения могут быть использованы технологии уплотнения данных, такие как описаны в патенте США № 6,405,136 (Ли и др.) для облегчения передачи данных изображения на поверхность в режиме реального времени через телеметрическую систему MWD. Однако существуют ограничения степени сжатия, которое может быть достигнуто без разрушения данных, и/или сжатие может быть недостаточным для обеспечения передачи в режиме реального времени всех данных изображения, необходимых для точного воспроизведения на экране дисплея формации, окружающей буровую скважину. Возможен также подход к передаче данных изображения на поверхность в режиме реального времени, при котором вычисляют необходимые скважинные параметры, а затем передают их на поверхность в режиме реального времени. В патенте США № 5,899,958 (Доуэл и др.) описан каротажный инструмент, с помощью которого получают изображение формации, окружающей буровую скважину, для последующего восстановления. Каротажный инструмент содержит погружаемый процессор, который вычисляет угол падения и направление падения из данных изображения. Эти параметры могут быть переданы из буровой скважины на поверхность в режиме реального времени.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В одном аспекте настоящего изобретения предложен способ передачи данных изображения о скважине из скважины на поверхность, согласно которому получают набор данных изображения, описывающих формацию, окружающую буровую скважину, с использованием каротажного инструмента на выбранной глубине или в диапазоне глубин в буровой скважине, извлекают по меньшей мере один характерный признак изображения из набора данных изображения о скважине и передают представление извлеченных характерных признаков изображения из скважины на поверхность в режиме реального времени.

[0005] Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен буровой снаряд, содержащий каротажный инструмент, с помощью которого получают набор данных изображения, описывающих формацию, окружающую буровую скважину на выбранной глубине или в диапазоне глубин в буровой скважине, внутрискважинный процессор, относящийся к каротажному инструменту, который извлекает характерные признаки изображения из набора данных изображения скважины, и внутрискважинная система телеметрии, которая передает представление характерных признаков изображения из скважины на поверхность.

[0006] Кроме того, согласно настоящему изобретению предложен каротажный инструмент для получения данных изображения буровой скважины, который содержит корпус, комбинацию устройств для формирования изображения буровой скважины, размещенных на корпусе инструмента и выполненных с возможностью получения набора данных изображения, описывающих формацию, окружающую буровую скважину, и внутрискважинный процессор, который извлекает характерные признаки изображения из набора данных изображения и генерирует представление характерных признаков изображения внутри скважины.

[0007] Другие отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего описания и прилагаемой формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Чертежи с приведенными ниже пояснениями иллюстрируют предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения и не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения, поскольку настоящее изобретение может быть выполнено согласно другим равноценным вариантам выполнения. Чертежи необязательно выполнены в масштабе, и некоторые отличительные особенности и виды на чертежах для наглядности могут быть показаны в увеличенном масштабе или схематически.

[0009] На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая способ передачи данных изображения с буровой скважины из скважины на поверхность.

[0010] На фиг. 2 изображает воспроизведение на экране дисплея данных, полученных электрическим каротажным инструментом.

[0011] На фиг. 3 изображено воспроизведение на экране дисплея данных характерного признака изображения, извлеченных из данных изображения, изображенных на фиг. 2.

[0012] На фиг. 4A изображен буровой снаряд, подходящий для осуществления способа, проиллюстрированного на фиг. 1.

[0013] На фиг. 4B изображен в увеличенном виде каротажный инструмент, вставленный в буровой снаряд, показанный на фиг. 4A.

[0014] На фиг. 5 изображено воспроизведение на экране дисплея данных изображения, полученных электрическим каротажным инструментом.

[0015] На фиг. 6 изображены извлеченные характерные признаки изображения, наложенные на изображение, воспроизведенное на экране дисплея, показанном на фиг. 5.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Ниже подробно описаны предпочтительные варианты выполнения изобретения со ссылками на чертежи. В описании предпочтительных вариантов выполнения изобретения подробно сформулированы конкретные подробности, обеспечивающие полное понимание настоящего изобретения. Однако для специалиста в данной области техники очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без учета некоторых или всех указанных конкретных подробностей. В последующем тексте описания изобретения известные отличительные признаки и/или этапы процесса не описаны подробно, чтобы не усложнять понимание настоящего изобретения. Кроме того, для обозначения одних и тех же или подобных элементов использованы подобные или идентичные позиционные номера.

[0017] На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая способ передачи данных изображения с буровой скважины из скважины на поверхность. Способ описан для режима "каротаж в процессе бурения" (LWD). Однако способ может быть легко приспособлен для использования при кабельном каротаже. Согласно предложенному способу на этапе 100 в буровую скважину вводят каротажный инструмент. В режиме LWD каротажный инструмент размещают в забойной компоновке бурильной колонны и спускают в буровую скважину вместе с бурильной колонной. Забойная компоновка содержит по меньшей мере буровую коронку и может дополнительно содержать компоненты, которые вращают буровую коронку у основания буровой скважины. Часто забойная компоновка содержит наддолотный переводник, турбобур и утяжеленные бурильные трубы. Забойная компоновка также может содержать инструмент для измерения в процессе бурения (MWD) и другое специализированное оборудование, которое обеспечивает возможность направленного бурения. В качестве каротажного инструмента может быть использован любой каротажный инструмент, выполненный с возможностью получения набора данных изображения, описывающих формацию, окружающую буровую скважину. Предложенный способ не ограничивается конкретным использованием каротажного инструмента для получения набора данных изображения. В общем, каротажный инструмент может обеспечивать набор данных изображения в виде матрицы пикселов.

[0018] Согласно предложенному способу на этапе 102 перемещают каротажный инструмент в буровой скважине для получения набора данных изображения, описывающих формацию, окружающую буровую скважину, на выбранной глубине или в диапазоне глубин в буровой скважине. Способ может включать этап 103, на котором выполняют корреляцию данных изображения с глубиной измерения. Указанная глубина может быть получена в скважине с использованием известных подходов, таких как описанный, например, в патенте США № 6,405,136 (Ли) и в европейском патенте № 1806473. В патенте США № 6,405,136 описан способ кодирования с использованием данных азимута в зависимости от глубины, полученных из матрицы дисковых электродов малого диаметра, выровненных вдоль оси инструмента. В европейском патенте № 1806473 описана матрица дисковых электродов малого диаметра, выровненных вдоль оси инструмента. Таким образом, данные изображения могут быть закодированы по времени или по глубине для второго измерения, если первое измерение является азимутом. Способ дополнительно включает этап 104, на котором сохраняют набор данных изображения и данных времени/глубины в памяти, связанной с каротажным инструментом. Согласно предложенному способу на этапе 106 извлекают характерные признаки изображения из набора данных изображения внутри скважины в том месте в скважине, в котором были получены указанные данные изображения, или вблизи него. Набор данных изображения может быть набором, который на этапе 103 коррелирован с глубиной измерения, так что извлеченные характерные признаки изображения также коррелированы с глубиной измерения. При этом характерные признаки изображения не являются выведенными параметрами, такими как угол падения и азимут падения. Примеры характерных признаков изображения включают синусоиды или линии, представляющие напластование или разломы. Для определения желательных характеристик характерных признаков изображения, которые будут извлечены из данных изображения, используют целевую функцию. Способ включает этап 108, на котором выполняют построение представления извлеченных характерных признаков изображения. Например, извлеченные характерные признаки изображения могут быть эффективно представлены в виде последовательности координатных точек. Представление извлеченных характерных признаков изображения здесь называется данными характерного признака изображения. Геометрические признаки характерных признаков изображения, такие как толщина и амплитуда, также могут быть включены в данные характерного признака изображения.

[0019] Способ включает этап 109, на котором передают данные характерного признака изображения в блок регистрации, расположенный на поверхности, через внутрискважинную телеметрическую систему в случае работы в режиме LWD или через кабель при кабельном каротаже. Данные характерного признака изображения могут сопровождаться регистрацией глубины, на которой получены указанные данные измерений. Данные характерного признака изображения, переданные на поверхность, содержат лишь описание характерных признаков изображения и таким образом имеют намного меньший размер по сравнению с данными исходного изображения и также могут иметь намного меньший размер по сравнению со сжатой версией данных исходного изображения. Характерные признаки изображения обычно являются сглаженными, что обеспечивает дополнительное сжатие информации подвыборкой данных характерного признака изображения в буровой скважине на этапе 112 перед передачей данных на поверхность. Подвыбранные данные на этапе 109 могут быть переданы на поверхность и затем восстановлены на поверхности с использованием, например, сплайновой интерполяции. На фиг. 2 показано изображение 200, воспроизведенное на экране дисплея на основе данных исходного изображения, полученных электрическим каротажным инструментом. На фиг. 3 показано изображение 300, воспроизведенное на экране дисплея на основе характерных признаков изображения, извлеченных из данных исходного изображения. Из фиг. 3 видно, что данные, необходимые для воспроизведения изображения 300, имеют меньший размер по сравнению с данными, необходимыми для воспроизведения изображения 200 на фиг. 2.

[0020] Как показано на фиг. 1, перед передачей данных характерного признака изображения на поверхность, на этапе 114 данные характерного признака изображения или подвергнутая подвыборке версия данных характерного признака изображения могут быть сжаты. Примеры способов сжатия описаны в патенте США № 6,405,136 (Ли и др.), описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки, и в патенте США № 5,519,668 (Монтарон), описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки. Сжатие может дополнительно уменьшить размер данных характерного признака изображения и обеспечить еще более быструю передачу данных, поступающих в реальном масштабе времени из скважины на поверхность. Дополнительно к передаче данных характерного признака изображения из скважины на поверхность в режиме реального времени на этапе 116 может быть передана из скважины на поверхность версия исходных данных изображения с низким разрешением. Для обеспечения контроля за содержанием и качеством характерных признаков изображения оператор на поверхности может наложить данные характерного признака изображения с высоким разрешением на данные с низким разрешением.

[0021] На поверхности на этапе 110 данные характерного признака изображения могут быть интерпретированы и использованы в качестве входных данных по меньшей мере для одного процесса анализа формации или буровой скважины. Например, данные характерного признака изображения могут быть использованы в качестве входных данных для петрофизической интерпретации, такой как интерпретация карбонатов, например, количественной оценкой кавернозной пористости. Данные характерного признака изображения могут быть использованы в качестве входных данных для структурной интерпретации формации, окружающей буровую скважину, такой как извлечение надежных данных о падении, анализ и классификация основных границ поверхностей осадочных формаций (например, коренных формаций, размывов, несогласий, тонких осадочных структур, передовых пластов, расслоений и ряби) и разрывных нарушений (например, образование трещин и швов). Данные характерного признака изображения могут быть использованы в качестве входных данных для геомеханического анализа, такого как обнаружение индуцированных бурением растрескиваний и выломов, интерпретация пластового давления и устойчивости скважины. Данные характерного признака изображения могут быть использованы в качестве входных данных для использования в процессе оптимизации бурения скважины. Например, данные характерного признака изображения могут быть использованы в качестве части индикаторов точек прихвата в процессах автоматизированного бурения и/или могут быть объединены с параметрами бурения, например плотностью бурового раствора, скоростью проходки буровой коронки и числом оборотов в минуту вращения буровой коронки. Если корреляция данных характерного признака изображения с глубиной осуществляется не в скважине, такая корреляция на этапе 118 может быть выполнена на поверхности, обычно перед интерпретацией данных характерного признака изображения, которую выполняют на этапе 110.

[0022] На фиг. 4A изображен буровой снаряд 400, проходящий от буровой установки 402, расположенной на поверхности 404, в буровую скважину 406, проходящую через подземную формацию 408. Буровой снаряд 400 может содержать буровые трубы 410 и забойную компоновку 412. В другом варианте реализации изобретения буровые трубы 410 могут быть заменены гибкими трубами и подобными структурами. Для осуществления буровых работ забойную компоновку 412 соединяют с поверхностью 404 посредством конструкции, которая обеспечивает канал для бурового раствора, такой как буровые трубы и гибкие трубы. Буровые трубы 410 обеспечивают возможность перемещения и вращения забойной компоновки 412 в буровой скважине 406. Забойная компоновка 412 содержит буровую коронку 414 и несколько утяжеленных бурильных труб 415, каждый из которых может содержать по меньшей мере один инструмент, приспособленный к выполнению скважинных работ по меньшей мере одного вида. Для специалиста очевидно, что конструкция забойной компоновки 412 может быть в значительной мере изменена в зависимости от вида скважинных работ. Забойная компоновка 412 включает внутрискважинную телеметрическую систему 414 для передачи данных на поверхность в режиме реального времени. Примеры внутрискважинных телеметрических систем включают импульсную телеметрическую систему с гидравлической связью с забоем (например, как в патенте США № 5,517,464 (Лернер и др.), описание которого включено в тескт настоящей заявки посредством ссылки), кабельную телеметрическую систему с прокладкой кабеля в буровых трубах (например, как в патенте США № 6,641,434 (Бойл и др.), описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки), электромагнитную телеметрическую систему (например, как в патенте США № 5,624,051, описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки, и акустическую телеметрическую систему (например, как в международной публикации РСТ № WO 2004/085796, описание которой включено в текст настоящей заявки). Внутрискважинная телеметрическая система 414 может представлять собой автономный инструмент или может быть компонентом инструмента MWD, таким как описанный в патенте США № 4,876,511 (Кларк), описание которого включено в текст настоящей заявки, или в патенте США № 4,968,940 (Кларк и др.), описание которого включено в текст настоящей заявки.

[0023] Забойная компоновка 412 также содержит по меньшей мере один внутрискважинный инструмент, например инструменты 416, 418 и 420, приспособленные для выполнения скважинных работ по меньшей мере одного вида. Такие инструменты могут быть выбраны, например, из инструментов LWD, MWD и инструментов направленного бурения. Инструменты 416, 418 и 420 размещены внутри утяжеленных бурильных труб 415 и могут быть расположены выше или ниже внутрискважинной телеметрической системы 414. В одном примере инструмент 418 является каротажным инструментом, выполненным с возможностью получения набора данных изображения, описывающих окружающую буровую скважину 406. Инструмент 418 выполнен с возможностью измерения свойств формации в различных направлениях в буровой скважине 406 и привязки результатов указанных измерений с выбранной глубиной в буровой скважине. В инструменте 418 могут быть использованы акустические, электрические, оптические, ядерные, ультразвуковые или резонансно-магнитные устройства для формирования изображения формации, окружающей буровую скважину 406. В качестве акустических изображений могут быть использованы профили радиальной скорости, изображения скорости сжатия, изображения скорости сдвига, а также характеристики, полученные на основе сжатия и сдвига, такие как коэффициент Пуассона, изображение Стоунли и свойства, полученные из Стоунли, т.е. проницаемость. См., например, патент США № 6,631,327 (Шу и др.), описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки. Ядерные изображения могут быть выбраны из изображений плотности нейтронных и гамма-лучей. См., например, патент США № 5,184,692 (Мориарти), описание которого включено в текст настоящей заявки. В качестве ультразвуковых изображений могут быть использованы изображения скважинного профиломера и изображения распространения ультразвука. См., например, публикацию патентной заявки США № US 2006/0254767 (Пейбон и др.), описание которой включено в текст настоящей заявки. Магнитно-резонансный датчик изображения раскрыт, например, в патенте США № 6,570,381 (Шпеер и др.), описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки. Электрические устройства для формирования изображения раскрыты, например, в патенте США № 6,924,646 (Омерагик). Другие каротажные инструменты раскрыты, например, в патенте США № 5,339,037 (Боннер и др.), патенте США № 6,405,136, (Ли и др.) и европейской заявке на изобретение № EP 1806473 A1.

[0024] Как показано, например, на фиг. 4B, инструмент 418 содержит корпус 418a, который может быть электропроводящим. Для формирования изображения формации, окружающей буровую скважину 406, на корпусе инструмента 418a установлены устройства 418b1, 418b2, 418b3, 418b4, 418b5, 418b6, 418b7, 418b8 и 418b9 для формирования изображения. Точный номер, тип и размещение устройств для формирования изображения могут быть различными в зависимости от каротажного инструмента. В качестве устройства для формирования изображения могут быть выбраны передатчики, датчики, преобразователи, электроды и камеры. В одном примере устройства 418b1 и 418b5 для формирования изображения представляют собой передатчики. Устройства 418b2, 418b3, 418b6 для формирования изображения представляют собой датчики осевого тока. Устройства 418b9, 418b8 и 418b7 для формирования изображения представляют собой датчики бокового тока. Для выполнения измерений инструмент 418 перемещают на желательную глубину в буровой скважине, а устройства для формирования изображения используют для измерения электрических свойств, например удельного сопротивления и/или проводимости геологической формации, находящейся перед каротажным инструментом. Передатчики 418b1, 418b5 индуцируют электрические токи, которые распространяются вдоль корпуса 418a инструмента. Датчики 418b2, 418b3, 418b6 осевого тока измеряют осевой электрический ток, протекающий вдоль корпуса 418a инструмента. Датчики 418b9, 418b8 и 418b7 бокового тока измеряют электрические сигналы, сформированные электрическими токами, индуцированными передатчиками 418b1, 418b5.

[0025] Инструмент 418 содержит электронный модуль 418c. Электронный модуль 418c показан расположенным внутри корпуса 418a инструмента, но он также может быть размещен в отдельном корпусе инструмента, который расположен рядом или соединен с корпусом 418a инструмента. Электронный модуль 418c содержит схему для приема измеренных сигналов от устройств для формирования изображения (например, устройств 418b1, 418b2, 418b3, 418b4, 418b5, 418b6, 418b7, 418b8 и 418b9) и получения признака свойств пласта на основе измеренных сигналов. Электронный модуль 418c может содержать компоненты, такие как память 418c1, источник 418c2 энергии и внутрискважинный процессор 418c3. Данные изображения, например измеренные электрические сигналы, и электрические токи, принятые инструментом 418, могут быть сохранены в памяти 418c1. В одном примере инструмент 418 размещают на выбранной глубине в буровой скважине 406 для измерения реакции формации, окружающей буровую скважину, на выбранные стимулы. Измерения сохраняют в памяти 418c1. После приема данных изображения процессор 418c3 извлекает характерные признаки изображения из данных изображения, как описано выше. Внутрискважинный процессор 418c3 также может выполнять другие функции в скважине помимо извлечения характерных признаков изображения из данных изображения, такие как определение глубины измерения и корреляция указанных глубин с данными изображения, полученными посредством инструмента 418, генерация изображения с низким разрешением на основе данных изображения, полученных инструментом 418, и выполнение любой предварительной обработки, необходимой для преобразования измеренных сигналов в вид, пригодный для использования при извлечении характерных признаков изображения. Как показано на фиг. 4A, между инструментом 418 и внутрискважинной телеметрической системой 414 обеспечена связь, так что данные характерного признака изображения, извлеченные из данных изображения, могут быть переданы в блок 422 регистрации, расположенный на поверхности 404, в режиме реального времени. Внутрискважинная телеметрическая система 414 также обеспечивает передачу сигналов с поверхности 404 по меньшей мере к одному из инструментов 416, 418, 420.

[0026] Внутрискважинный процессор 418c3 может осуществлять любой способ, подходящий для извлечения характерных признаков изображения. Один из подходящих способов раскрыт в патенте США № 7,203,342 (Педерсен). В способе согласно этому патенту (далее - способ Педерсена): (a) выбирают исходную ячейку внутри изображения, (b) выбирают дополнительную ячейку, расположенную рядом с исходной ячейкой, которая, как предполагается, связана с желательным характерным признаком, указанным в целевой функции, (c) повторяют этап (b) в отношении дополнительных ячеек, расположенных рядом по меньшей мере с одной из выбранных выше ячеек, которые, как представляется, связаны с указанным характерным признаком, пока не будут удовлетворены критерии завершения выбора, и (d) повторяют этапы (a)-(c) для других исходных ячеек. Целевая функция и критерии завершения обеспечивают информацию о том, какие точки в пространстве могут быть элементами желательной структуры. Многоцикловый способ Педерсена предпочтителен для извлечения относительно слабо выраженных характерных признаков в нечетких изображениях. На фиг. 5 показано визуальное представление 500 версии данных изображения с низким разрешением, полученных с использованием электрического каротажного инструмента. На фиг. 6 показаны извлеченные характерные признаки изображения, например линии 604, 606, наложенные на представление 500 (фиг. 5) данные изображения с низким разрешением. Согласно способу Педерсена характерные признаки изображения, например линии 604, 606, извлекают из данных исходного изображения, которые соответствуют данным изображения с низким разрешением в представлении 500 (фиг. 5). На фиг. 6 наблюдается хорошее соответствие между профилем извлеченных характерных признаков изображения и характерными признаками изображения, присутствующими в данных изображения с низким разрешением.

[0027] Процессор 418c3 не ограничивается осуществлением многоциклового способа Педерсена или одноциклового способа извлечения характерных признаков изображения. Благодаря процессору 418c3 работы внутри скважины можно выполнять одноцикловые или многоцикловые способы извлечения характерных признаков изображения. В последнем случае каждый способ может быть применен для извлечения конкретного набора характерных признаков изображения, пригодных для использования в конкретном анализе формации или буровой скважины. Другой способ извлечения характерных признаков изображения, который может быть осуществлен посредством процессора 418c3, раскрыт в патенте США № 5,299,128 (Энтони и др.), описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки. Согласно этому способу извлекают гладкие линии в изображении. Другой способ извлечения характерных признаков изображения, который может быть осуществлен процессором 418c3, раскрыт в патенте США № 3,069,654 (Хью), описание которого включено в текст настоящей заявки посредством ссылки. Согласно этому способу извлекают синусоиды в изображении. Другой способ извлечения характерных признаков, который может быть осуществлен процессором 418c3, описан Дэвидом Л. Донохо и Сяомином Ху в публикации "Элементарные лучи и многомасштабный анализ изображения" в секции "Многомасштабные методы и метод резолюций" (под ред. Дж. Барта, Т. Чана и Р. Хайнеса) (J. Barth, T. Chan, and R. Haines), Lecture Notes in Computational Science and Engineering, 2001, стр. 149-196. Согласно этому способу извлекают линейные сегменты в изображении.

[0028] Согласно описанному выше способу извлекают характерные признаки изображения из данных изображения скважины. Извлеченные характерные признаки изображения эффективно представлены и таким образом имеют меньший размер по сравнению с данными изображения. Это позволяет осуществить передачу указанных характерных признаков изображения на поверхность в режиме реального времени, где указанные характерные признаки изображения могут быть использованы в качестве входных данных для различных способов анализа формации или буровой скважины в режиме реального времени.

[0029] Несмотря на то что в настоящем изобретении описано ограниченное количество вариантов его выполнения, для специалиста в данной области техники, ознакомленного с преимуществами настоящего изобретения, очевидно, что могут существовать другие варианты выполнения в рамках объема настоящего изобретения, раскрытого в описании. Поэтому объем настоящего изобретения ограничен лишь формулой изобретения.

1. Способ передачи данных изображения буровой скважины из скважины на поверхность, согласно которому:
получают набор данных изображения, описывающих формацию, окружающую буровую скважину, с использованием каротажного инструмента на выбранной глубине или в диапазоне глубин в буровой скважине,
извлекают в скважине характерные признаки изображения из набора данных изображения, и
передают данные о глубине измерения и представление извлеченных характерных признаков изображения из скважины на поверхность, и
выполняют на поверхности корреляцию представления извлеченных характерных признаков изображения с данными о глубине измерения.

2. Способ по п. 1, согласно которому представление извлеченных характерных признаков изображения включает описание извлеченных характерных признаков изображения с использованием последовательности координатных точек.

3. Способ по п. 2, согласно которому представление извлеченных характерных признаков изображения включает геометрические признаки характерных признаков изображения.

4. Способ по п. 1, согласно которому перед передачей представления извлеченных характерных признаков изображения дополнительно выполняют внутри скважины их подвыборку.

5. Способ по п. 1, согласно которому перед передачей представления извлеченных характерных признаков изображения дополнительно выполняют внутри скважины их сжатие.

6. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно интерпретируют представление извлеченных характерных признаков изображения и используют результат этой интерпретации в качестве входных данных для анализа формации или буровой скважины.

7. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно используют представление извлеченных характерных признаков изображения в качестве входных данных для структурной интерпретации формации, окружающей буровую скважину.

8. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно используют представление извлеченных характерных признаков изображения в качестве входных данных для геомеханического анализа формации, окружающей буровую скважину.

9. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно используют представление извлеченных характерных признаков изображения в качестве входных данных для петрофизической интерпретации формации, окружающей буровую скважину.

10. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно используют представление извлеченных характерных признаков изображения в качестве входных данных для оптимизации бурения скважины.

11. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно интерпретируют представление извлеченных характерных признаков изображения и используют результат этой интерпретации в качестве входных данных для анализа формации или буровой скважины.

12. Способ по п. 1, согласно которому из скважины на поверхность дополнительно передают версию данных изображения с низким разрешением.

13. Способ по п. 12, согласно которому для обеспечения контроля за содержанием и качеством характерных признаков изображения дополнительно накладывают представление извлеченных характерных признаков изображения на версию данных изображения с низким разрешением.

14. Способ по п. 1, согласно которому каротажный инструмент обеспечивает набор данных изображения в виде матрицы пикселов.

15. Способ по п. 1, согласно которому характерные признаки изображения извлекают в соответствии с целевыми функциями, задающими характеристики желательных характерных признаков изображения.

16. Способ по п. 1, согласно которому для получения данных изображения в каротажном инструменте использованы акустические, электрические, оптические, ядерные, ультразвуковые или магнито-резонансные устройства для формирования изображения.

17. Буровой снаряд, содержащий:
каротажный инструмент, выполненный с возможностью получения набора данных изображения, описывающих формацию, окружающий буровую скважину на выбранной глубине или в диапазоне глубин в буровой скважине;
внутрискважинный процессор, связанный с каротажным инструментом, выполненный с возможностью извлечения характерных признаков изображения из набора данных изображения нисходящей скважине и
внутрискважинную телеметрическую систему, выполненную с возможностью передачи данных о глубине измерения и представления
характерных признаков изображения из скважины на поверхность,
поверхностное оборудование, выполненное с возможностью выполнения на поверхности корреляции представления извлеченных характерных признаков изображения с данными о глубине измерения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинных сейсморазведочных работ. В скважинном сейсмическом приборе, содержащем герметичный корпус и управляемое прижимное устройство, выполненное в виде прижимного рычага, к корпусу прибора со стороны, противоположной рычагу, соосно с корпусом жестко прикреплен по меньшей мере один съемный башмак, выполненный в виде тонкой пластины с возможностью ее изгибания под действием прижимного усилия, оказываемого на пластину прижимным рычагом.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при поиске и разведке полезных ископаемых методами сейсморазведки. Согласно заявленному способу линии наблюдений при наземной сейсморазведке следует задавать на прямолинейных участках проекции ствола криволинейной скважины на дневную поверхность.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинной сейсморазведки. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении акустического каротажа скважин. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе мониторинга подземных хранилищ углеводородов. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для контроля целостности скважин. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для контроля целостности скважин, в частности осуществления контроля искривления ствола скважины.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при контроле параметров гидроразрыва пласта. .

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при геофизических исследованиях в скважинах. Скважинная геофизическая аппаратура содержит геофизический кабель с кабельным наконечником и герметичный корпус с находящимися внутри него датчиками для регистрации параметров геофизического поля, например сейсмоприемниками. В герметичный корпус и в кабельный наконечник дополнительно введены модули радиосвязи, а верхняя часть герметичного корпуса и нижняя часть кабельного наконечника выполнены в виде радиопрозрачных окончаний с возможностью информационного обмена между модулями радиосвязи. Технический результат: расширение функциональных возможностей устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтепромысловой геофизике и может быть использовано в процессе акустического каротажа. Согласно заявленному изобретению обеспечивается моделирование реального акустического волнового сигнала и полное дистанционное тестирование прибора акустического каротажа в полевых условиях путем разложения входного акустического волнового сигнала на спектральные составляющие и сравнение полученной спектральной характеристики с эталонной спектральной характеристикой. Технический результат: повышение точности данных каротажа посредством обеспечения дистанционного тестирования для приборов акустического каротажа в полевых условиях. 2 ил.

Группа изобретений относится к скважинному измерительному прибору, который может быть использован в горнодобывающей промышленности, а также к способу изготовления соединительного устройства связи для данного прибора. Прибор содержит кожух, выполненный с возможностью перемещения внутри ствола скважины и, по меньшей мере, один датчик, выполненный с возможностью измерения параметра ствола скважины. В кожухе установлен контроллер, включающий в себя, по меньшей мере, одно из следующего: устройство сохранения данных и устройство управления работой, по меньшей мере, одного датчика. Также прибор содержит порт связи, установленный в отверстии в кожухе и включающий в себя соответствующий промышленным стандартам соединитель, стыкующийся с кабелем, имеющим соответствующее промышленным стандартам концевое устройство для соединения с наземным устройством, когда прибор находится на земной поверхности. Причем соответствующий промышленным стандартам соединитель содержит соответствующую промышленным стандартам базу соединителя, выполненную в корпусе, изготовленном из влагонепроницаемого и электроизолирующего материала. Способ изготовления соединительного устройства связи для скважинного измерительного прибора заключается в выборе соответствующей промышленным стандартам базы соединителя, заключении указанного соединителя в оболочку корпуса, изготовленного из влагонепроницаемого и электроизолирующего материала. Затем осуществляют электрическое соединение контактных штырей на базе соединителя с выбранными электрическими цепями в приборе, а введение корпуса в порт в стенке кожуха прибора выполняют, по меньшей мере, с предотвращением попадания влаги внутрь кожуха. Достигаемый при этом технический результат заключается в обеспечении более низкой стоимости изготовления и техобслуживания скважинных измерительных приборов. 2 н., 8 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении акустического каротажа при бурении подземных формаций. Способ проведения измерений акустического каротажа включает группирование полученных форм акустических сигналов в одну из множества групп. При этом каждая такая репрезентативная группа соответствует некоторым измеренным параметрам состояния буровой скважины (например, диапазон измеренных значений отклонения и/или диапазон измеренных азимутальных углов). Формы акустических сигналов, сохраненные, по меньшей мере, в одной из групп, накладываются одна на другую для получения усредненной формы сигнала. Впоследствии такая усредненная форма сигнала может подвергаться обработке, например, с использованием алгоритма определения меры когерентности для получения, по меньшей мере, одного значения замедления акустической волны. Технический результат - повышение точности каротажных данных. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения свойств горных пород в процессе акустического каротажа. Акустическое каротажное устройство содержит по меньшей мере один излучатель и по меньшей мере два приемника, причем приемники расположены в точках с разными азимутальными координатами и выполнены с возможностью проведения измерений волнового поля в точках, расположенных на разных расстояниях от вертикальной оси устройства. Приемники могут быть установлены с возможностью изменения их азимутального или радиального положения в процессе измерений, а также с возможностью изменения их положения по осевой координате. Технический результат - повышение точности данных каротажа за счет обеспечения возможности пространственного измерения распределения поля давлений или других компонент волнового поля по всем трем координатам, включая измерения на разных радиусах. 22 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при каротажных работах. Сущность: устройство содержит следующие элементы: датчики (1-3) геоакустических сигналов, первый коммутатор (4), первый усилитель (5), блок фильтров (6), блок выпрямителей (7), второй коммутатор (8), аналого-цифровой преобразователь (9), блок (10) передачи цифрового сигнала, датчик (11) магнитной восприимчивости, измерительная схема (12) магнитометра, аналоговые запоминающие устройства (13, 14), вычитающий усилитель (15), генератор (16) прямоугольного напряжения, ферритовая антенна (17), третий коммутатор (18), три конденсатора (19), второй усилитель (20), смеситель (21), фильтр нижних частот (22), переключаемый генератор (23), выпрямитель (24), блок (25) управления, блок (26) питания. Технический результат: повышение информативности исследований. 1 ил.

Устройство для измерения спектральных характеристик геоакустических шумов в скважине, содержащее в скважинном приборе три взаимно ортогональных датчика геоакустических сигналов, коммутатор датчиков, усилитель, микроконтроллер со встроенным высокоскоростным аналого-цифровым преобразователем, датчик температуры, предназначенный для непосредственной корректировки результатов измерений, автономный блок питания, блок контроля питающего напряжения, SD карту для хранения получаемой информации, коммутатор SD карты для возможности переключения режимов работы по протоколам SPI и ММС, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу СОМ для настройки параметров работы устройства, блок сопряжения с персональным компьютером по протоколу MMC-USB для передачи данных измерений. Использование высокоскоростного, встроенного в микроконтроллер аналого-цифрового преобразователя и SD карты для сохранения результатов позволяет получить объем измерений, достаточный для их анализа с повышенной точностью с помощью спектральных характеристик с использованием методики трехкомпонентного геоакустического каротажа. 1 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении скважинных сейсморазведочных мероприятий. Заявлен способ скважинной сейсморазведки, заключающийся в возбуждении упругих колебаний каким-либо источником, устанавливаемым в приповерхностной зоне, и регистрации сейсмических колебаний. Причем регистрация сейсмических колебаний производится одновременно в двух скважинах при возбуждении колебаний последовательно в двух пунктах, расположенных на линии, проходящей через устья исследуемых скважин и вблизи устья каждой скважины. Технический результат - повышение точности определения структурной формы геологических объектов. 1 ил.
В заявке описан акустический излучатель, содержащий акустическую диафрагму, предназначенную для передачи акустических волн в среду, узел пьезоэлектрического актюатора, деформируемого в осевом направлении под действием приложенного электрического сигнала, и упругий материал с высокой степенью несжимаемости, расположенный между пьезоэлектрическим актюатором и акустической диафрагмой и предназначенный для передачи волн давления на акустическую диафрагму в результате движения пьезоэлектрического актюатора. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения характеристик буровой скважины для проведения операции бурения. Заявлены способы и системы для сбора, получения и отображения индекса азимутальной хрупкости буровой скважины. По меньшей мере некоторые варианты осуществления включают в себя различные способы для вычисления и отображения измерений буровой скважины в реальном времени для геологического сопровождения бурения скважины и операций бурения. По меньшей мере один вариант осуществления раскрытого способа для вычисления и отображения азимутальной хрупкости включает в себя этап, на котором производят измерения скоростей продольной и поперечной волн как функции положения и ориентации изнутри буровой скважины. Эти измерения скоростей произведены посредством азимутального акустического прибора. Азимутальную хрупкость затем получают на основе по меньшей мере частично скоростей продольной и поперечной волн. Технический результат - повышение достоверности данных планирования геолого-разведочных мероприятий. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх