Определение расстояния при помощи профилирования тока
Изобретение относится к бурению сближенных параллельных скважин. Техническим результатом является повышение точности определения расстояния между стволами сближенных скважин. В частности, предложен способ определения расстояния между скважинами, включающий: генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения, измеренного с помощью отобранных электродов из множества электродов, расположенных вдоль трубы первой скважины; генерирование профиля импеданса с учетом расположения вдоль указанной первой скважины с использованием отобранных электродов из множества электродов; генерирование профиля тока с использованием профиля напряжения и профиля импеданса; и выполнение операции определения расстояния до указанной первой скважины относительно второй скважины с использованием профиля тока и измеренного магнитного поля. 3 н. и 36 з.п. ф-лы, 11 ил.
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 VM1 и VM2) между расположениями M1 и М2, разность напряжений (разность между VM2 и VM3) между расположениями М2 и М3, а также разность напряжений (разность между VM1 и VM3) 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 IM1M2, протекающий межу токовыми электродами А0 и А1, вызывает разность напряжений между VM1 на электроде напряжения М1 и VM2 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 IA0, подводимого от электрода А0 к электроду А1. Ток IA0, протекающий межу токовыми электродами А0 и А1, вызывает разность напряжений между VA0 на электроде напряжения А0 и VA1 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 IA0,f1, подводимого от электрода А0 к электроду А1 с частотой f1. Ток IA0f1, протекающий межу токовыми электродами А0 и А1, вызывает разность напряжений между VA0 на электроде напряжения А0 и VA1f1 на электроде напряжения А1, которую нужно измерить. В данном случае токовые электроды А0 и А2 также являются электродами напряжения для тока IA0,f2, подводимого от электрода А0 к электроду А2 с частотой f2. Ток IA0,f2, протекающий межу токовыми электродами А0 и А2, вызывает разность напряжений между VA0 на электроде напряжения А0 и VA1, 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.
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:
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.
где
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. Hx1 и Hy1на 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 второй скважин.
Кроме того, машиночитаемое устройство хранения в данном случае представляет собой физическое устройство, сохраняющее данные, представленные характеристиками физической структуры внутри устройства. Данное физическое устройство является энергонезависимым. Примеры машиночитаемых устройств хранения могут включать, но, не ограничиваются этим, постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативная память (RAM), запоминающее устройство на магнитных дисках, оптическое запоминающее устройство, флэш-память и другие электронные, магнитные и/или оптические устройства памяти.
На Фиг. 7 схематически проиллюстрированы отличительные признаки типовой системы 700, выполненной с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно добывающей скважины 702. Система 700 может содержать излучатель 701, множество электродов 710-1, 710-2... 710-(N-1), 710-N, магнитный датчик 715-1, блок управления 720, и блок обработки данных 725. Множество электродов 710-1, 710-2... 710-(N-1), 710-N выполнены с возможностью размещения вдоль трубы добывающей скважины 702. Данные электроды могут устанавливаться в действующих скважинах на приборе для геофизических исследований, выполненном с возможностью размещения в добывающей скважине. Данные электроды могут быть частью каротажного прибора, содержащего электроды. Магнитный датчик 715-1, выполнен с возможностью размещения вдоль второй скважины 703. Множество магнитных датчиков 715-1, 715-2... 715-(M-1), 715-M может размещаться вдоль второй скважины 703. Блок управления 720 может выполняться с возможностью управления током возбуждения посредством излучателя 701 в добывающей скважине 702, управления измерением напряжений на отдельных электродах из множества электродов 710-1, 710-2... 710-(N-1), 710-N для управления генерированием токов от отобранных электродов из множества электродов 710-1, 710-2... 710-(N-1), 710-N и измерения напряжений с учетом генерирования токов, и управления сбором данных об измеряемом магнитном поле от магнитного датчика из магнитных датчиков 715-1, 715-2... 715-(M-1), 715-M. Блок обработки данных 725 может быть функционально связан с блоком управления 720 и выполнен с возможностью генерирования, на основе взаимодействия с блоком управления 720, профиля напряжения, профиля импеданса, и профиля тока с помощью профиля напряжения и профиля импеданса, причем с помощью блока обработки данных 725 выполняется операция определения расстояния относительно второй скважины 703 с использованием профиля тока и измеренного магнитного поля.
Излучатель 701 может располагаться на поверхности 704, с которой была пробурена добывающая скважина 702. Излучатель 701 может располагаться в первой скважине. Излучатель 701 может соединяться с расположением возврата тока 717 с помощью изолированного провода 711. Блок управления 720 выполнен с возможностью активации излучателя 701 с использованием активации, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц. Во время использования парогравитационного дренажа SAGD вторая скважина 703 может быть нагнетательной скважиной. Вторая скважина 703 может быть добывающей скважиной.
Система может быть выполнена с возможностью генерирования профиля напряжения на основе определения разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы добывающей скважины 702 для тока, поданного в устье добывающей скважины 702 и тока, возвращенного в расположение на поверхности 704, с которого была образована первая скважина 702. Блок обработки данных 725 может быть выполнен с возможностью генерирования профиля импеданса на основании тока, поданного через один электрод из множества электродов 710-1, 710-2... 710-(N-1), 710-N к другому электроду из множества электродов 710-1, 710-2... 710-(N-1), 710-N и определения разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы между или в расположениях подачи или приема тока. Блок обработки данных 725 может быть выполнен с возможностью определения расстояния и направления до второй скважины 703 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 добывающей скважины 702 и тока, возвращенного в расположение на поверхности 704, с которого была образована добывающая скважина 702.
Блок обработки данных 725 может быть выполнен с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно второй скважины 703 после бурения участка второй скважины 703 и после остановки бурения. Блок обработки данных 725 может быть выполнен с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно третьей скважины 706. Блок обработки данных 725 может быть выполнен с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно одной или более скважин, которые отличаются от первой и второй скважин. В третьей скважине 706 могут использоваться датчики аналогичные или идентичные магнитным датчикам 715-1, 715-2... 715-(M-1), 715-M. Блок обработки данных 725 и блок управления 720 могут быть выполнены с возможностью повторного генерирования профиля напряжения, генерирования профиля импеданса и генерирования профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины 703. Система 700 может включать другие особенности реализации, согласующиеся с контекстом данной заявки.
На Фиг. 8 проиллюстрирована структурная схема, на которой представлены особенности реализации типовой системы 800, выполненной с возможностью выполнения операции определения расстояния в контексте данной заявки. Система может быть выполнена с возможностью определения расстояния относительно целевой скважины с подземными приспособлениями, состоящими из электропроводящих трубоподобных конструкций идентичным или аналогичным образом, относительно добывающей скважины. 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. Целевая скважина (первая скважина) может быть добывающей скважиной. Система 800 может содержать контроллер 825 и блок памяти 835. Контроллер 825 может содержать один или более процессоров. Блок памяти 835 может быть выполнен в виде одного или более машиночитаемых устройств хранения, содержащих хранящиеся на них команды, которые в сочетании с контроллером 825, при выполнении системой 800, вызывают выполнение системой 800 операций, включающих анализ для выполнения операций по определению расстояния относительно первой скважины в контексте данной заявки.
Система 800 может содержать один или более приборов для оценки 805, содержащих множество электродов 810, выполненных с возможностью использования вдоль первой скважины, а также выполнения измерений относительно первой скважины для генерирования одного или более профилей напряжения, профилей импеданса и профилей тока, которые могут использоваться во время операций определения расстояния до первой скважины относительно одной или более других скважин. Система 800 может содержать один или более магнитных датчиков 815, размещаемых в одной или более других скважинах. Множество электродов 810 может содержать излучатель, который может размещаться в устье первой скважины. В сочетании с множеством электродов 810 может использоваться труба из первой скважины.
Контроллер 825 и блок памяти 835 могут быть выполнены с возможностью управления одним или несколькими приборами для оценки 805 с целью получения данных, поскольку один или более приборов для оценки 805 выполнены с возможностью получения профилей перед началом операций определения расстояния. Контроллер 825 и блок памяти 835 могут быть выполнены с возможностью получения данных во время операций определения расстояния от одного или более магнитных датчиков 815 в скважине, которая отличается от первой скважины, причем во время операции определения расстояния первая скважина является целевой относительно других скважин. Контроллер 825 и блок памяти 835 могут быть выполнены с возможностью управления схемами обработки данных, как описано в данной заявке. В качестве альтернативного варианта блок обработки данных 820 может быть выполнен с возможностью управления схемами обработки данных, как описано в данной заявке.
Система 800 также может содержать блок электроники 865 и блок связи 840. Блок электроники 865 может использоваться в сочетании с контроллером 825 для выполнения задач, связанных с выполнением скважинных измерений с помощью одного или более электродов 810 одного или более приборов для оценки 805 и связанных с приемом сигналов от одного или более магнитных датчиков 815. Блок связи 840 может содержать внутрискважинные средства связи, используемые во время операции бурения и операции по добыче нефти. Блок связи 840 может быть выполнен в виде распределенной системы, содержащей средства связи для передачи данных на поверхности и по сети.
Система 800 может также содержать шину 827, причем шина 827 выполнена с возможностью обеспечения электрической проводимости между компонентами системы 800. Шина 827 может включать адресную шину, шину данных и шину управления, причем конфигурация каждой из них выполняется независимо. Для шины 827 также могут использоваться общие проводящие линии с целью предоставления одного или более адресов, данных или управления, использованием которых можно управлять с помощью контроллера 825. Шина 827 может включать оптическую среду передачи для передачи оптических сигналов между различными компонентами системы 800. Шина 827 может быть выполнена таким образом, что компоненты системы 800 будут распределенными. Шина 827 может быть выполнена с возможностью организации сети.
В различных вариантах реализации изобретения периферийные устройства 845 может включать дисплеи, дополнительные запоминающие устройства и/или другие управляющие устройства, выполненные с возможностью совместной работы с контроллером 825 и/или блоком памяти 835. Периферийные устройства 845 могут быть выполнены с возможностью работы совместно с блоком(ми) индикации 855 с помощью команд, хранящихся в блоке памяти 835 с целью реализации пользовательского интерфейса для управления работой одного или более приборов для оценки 805 и/или компонентов, распределенных в системе 800. Данный пользовательский интерфейс может функционировать совместно с блоком связи 840 и шиной 827. Блок(и) индикации 855 могут быть выполнены с возможностью отображения действий, являющихся результатом команд из блока памяти 835 совместно с блоком обработки данных 820 для выполнения операций определения расстояния относительно первой скважины, такой как, но, не ограничиваясь этим, добывающая скважина в контексте данной заявки.
В различных вариантах реализации изобретения способ может включать процессы для выполнения операций определения расстояния, причем способ включает различные комбинации отличительных признаков, как описано в данной заявке. Отличительные признаки способа могут использоваться в других способах. В различных вариантах реализации изобретения типовой способ 1 включает: генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения, измеренного отобранными электродами 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.
Типовой способ 2 может включать отличительные признаки типового способа 1 и может включать первую скважину, которая является добывающей скважиной.
Типовой способ 3 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-2 и может включать выполнение операции определения расстояния относительно нагнетательной скважины в случае применения при гравитационном дренировании при закачке пара (SAG).
Типовой способ 4 способ может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-3 и может включать генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения, включающее активацию излучателя на поверхности, с которой была образована первая скважина.
Типовой способ 5 способ может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-4 и может включать генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения и активацию излучателя в первой скважине на определенной глубине.
Типовой способ 6 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-5 и может включать активацию излучателя, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц.
Типовой способ 7 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-6 и может включать генерирование профиля напряжения, включающее 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.
Типовой способ 8 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-7 и может включать генерирование профиля импеданса, включающее 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.
Типовой способ 9 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-8 и может включать выполнение операции определения расстояния, включающей выполнение операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения.
Типовой способ 10 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-9 и может включать выполнение операции определения расстояния, включающей 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.
Типовой способ 11 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-10 и может включать повторение генерирования профиля напряжения, генерирование профиля импеданса и генерирование профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины.
Типовой способ 12 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-11 и может включать вторую скважину, которая является добывающей скважиной.
Типовой способ 13 может включать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого из типовых способов 1-12 и может включать выполнение операции определения расстояния относительно одной или более скважин, отличающихся от первой и второй скважин.
Отличительные признаки любого из типовых способов 1-13 или другие комбинации отличительных признаков, в контексте данной заявки, могут объединяться в способы в соответствии с идеей, описанной в данной заявке.
В различных вариантах реализации изобретения типовое машиночитаемое устройство хранения 1 содержит хранящиеся на нем команды, причем команды вызывают осуществление вычислительной машиной операций, при этом операций, включающих операции для: генерирования профиля напряжения с учетом тока возбуждения, измеренного электродами, отобранными из множества электродов, размещенных вдоль трубы первой скважины; генерирования профиля импеданса с учетом положения вдоль первой скважины с помощью отобранных электродов из множества электродов; генерирования профиля тока с помощью профиля напряжения и профиля импеданса; и выполнения операции определения расстояния до первой скважины относительно второй скважины с помощью профиля тока и измеренного магнитного поля.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 2 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков типового машиночитаемого устройства хранения 1 и может включать первую скважину, которая является добывающей скважиной.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 3 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-2 и может включать операции для выполнения операции определения расстояния с целью использования данных операции определения расстояния относительно нагнетательной скважины при гравитационном дренировании при закачке пара (SAG).
Типовое машиночитаемое устройство хранения 4 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-3 и может включать операции для генерирования профиля напряжения с учетом тока возбуждения на поверхности, с которой была образована первая скважина.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 5 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-4 и может включать операции для генерирования профиля напряжения с учетом тока возбуждения, которое включает активацию излучателя на определенной глубине в первой скважине.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 6 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-5 и может включать активацию излучателя, которая включает использование активации, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 7 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-6 и может включать операции для генерирования профиля напряжения, включающие определение разностей напряжения 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.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 8 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-7 и может включать операции для генерирования профиля импеданса, включающие 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.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 9 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-8 и может включать операции для выполнения операции определения расстояния, которые включают выполнение операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 10 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-9 и может включать операции для выполнения операции определения расстояния, включающие 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.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 11 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любого типового машиночитаемого устройства хранения 1-10 и может включать повторение генерирования профиля напряжения, генерирования профиля импеданса и генерирование профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 12 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков типового машиночитаемого устройства хранения 1-11 и может включать вторую скважину, которая является добывающей скважиной.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 13 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков типового машиночитаемого устройства хранения 1-12 и может включать выполнение операции определения расстояния относительно одной или более скважин, отличающихся от первой и второй скважин.
Типовое машиночитаемое устройство хранения 14 может содержать хранящиеся на нем команды, причем команды вызывают осуществление вычислительной машиной операций, при этом операций, включающих операции для реализации любых типовых способов 1-13 или других комбинаций отличительных признаков в контексте данной заявки.
В различных вариантах реализации изобретения типовая система 1 содержит: излучатель; множество электродов, выполненных с возможностью размещения вдоль трубы первой скважины; магнитный датчик, выполненный с возможностью размещения вдоль второй скважины; блок управления, выполненный с возможностью управления током возбуждения посредством излучателя в первой скважине, управления измерением напряжений на отдельных электродах из множества электродов, управления генерированием токов от отобранных электродов из множества электродов и измерения напряжений на основе генерирования токов, а также управления сбором данных об измеренном магнитном поле от магнитных датчиков; и блок обработки данных, функционально связанный с блоком управления и выполненный с возможностью генерирования, за счет взаимодействия с блоком управления, профиля напряжения, профиля импеданса, и профиля тока с помощью профиля напряжения и профиля импеданса, причем с помощью блока обработки данных выполняется операция определения расстояния до первой скважины относительно второй скважины с помощью профиля тока и измеренного магнитного поля.
Типовая система 2 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков типовой системы 1 и может содержать первую скважину, которая является добывающей скважиной.
Типовая система 3 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-2 и может содержать вторую скважину, которая является нагнетательной скважиной при гравитационном дренировании при закачке пара (SAG).
Типовая система 4 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-3 и может содержать излучатель, расположенный на поверхности, с которой была образована первая скважина.
Типовая система 5 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-4 и может содержать излучатель, расположенный в первой скважине.
Типовая система 6 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-5 систем и может содержать блок управления, выполненный с возможностью активации излучателя, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц.
Типовая система 7 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-6 и может содержать блок обработки данных, выполненный с возможностью генерирования профиля напряжения на основании определения разностей напряжения 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.
Типовая система 8 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-7 и может содержать блок обработки, выполненный с возможностью генерирования профиля импеданса на основании подачи тока от одного электрода из множества электродов к другому электроду из множества электродов и определения разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы между или в расположениях электродов, подающих и принимающих ток.
Типовая система 9 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-8 и может содержать блок управления и блок обработки данных, выполненные с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения.
Типовая система 10 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-9 и может содержать блок обработки данных, выполненный с возможностью определения расстояния и направления до второй скважины с использованием зависимости между расстоянием и соотношением 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.
Типовая система 11 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-10 и может содержать блок обработки данных и блок управления, выполненный с возможностью повторного генерирования профиля напряжения, генерирования профиля импеданса и генерирование профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины.
Типовая система 12 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-11 и может содержать вторую скважину, которая является добывающей скважиной.
Типовая система 13 может содержать отличительные признаки или комбинации отличительных признаков любой из типовых систем 1-12 и может содержать блок управления и блок обработки данных, выполненные с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно одной или более скважин, отличающихся от первой и второй скважин.
Отличительные признаки любой из типовых систем 1-13 или другие комбинации отличительных признаков, в контексте данной заявки, могут объединяться в систему в соответствии с идеей, описанной в данной заявке.
Хотя в данной заявке были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты реализации изобретения, для специалистов в данной области техники очевидно, что любая конфигурация, предполагаемая для достижения одной и той же цели, может заменяться конкретным проиллюстрированным вариантом реализации изобретения. В различных вариантах реализации изобретения используются перестановки и/или комбинации вариантов реализации изобретения, описанных в данной заявке. Следует понимать, что приведенное выше описание носит иллюстративный, а не ограничительный характер, и что фразеология и терминология в данном документе служат описательной цели. Сочетания приведенных выше вариантов реализации изобретения, и другие варианты реализации будут очевидны для специалистов в данной области техники после изучения приведенного выше описания.
1. Способ определения расстояния между скважинами, включающий:
генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения, измеренного с помощью отобранных электродов из множества электродов, расположенных вдоль трубы первой скважины;
генерирование профиля импеданса с учетом расположения вдоль указанной первой скважины с использованием отобранных электродов из множества электродов;
генерирование профиля тока с использованием профиля напряжения и профиля импеданса; и
выполнение операции определения расстояния до указанной первой скважины относительно второй скважины с использованием профиля тока и измеренного магнитного поля.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанная первая скважина является добывающей скважиной.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что выполнение операции определения расстояния включает выполнение операции определения расстояния относительно нагнетательной скважины во время использования парогравитационного дренажа (SAGD).
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения включает активацию излучателя на поверхности, с которой была образована первая скважина.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения включает активацию излучателя на определенной глубине в первой скважине.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что активация излучателя включает использование активации, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот от примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 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.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генерирование профиля импеданса включает 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.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что выполнение операции определения расстояния включает выполнение операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения.
10. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что выполнение операции определения расстояния включает определение расстояния и направления до второй скважины с использованием зависимости между расстоянием и отношением тока к измеренному магнитному полю на определенной глубине, причем ток на этой глубине выбирается из профиля тока на этой глубине для тока, поданного в устье первой скважины, и тока, возвращенного в расположение на поверхности, с которого была образована первая скважина.
11. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что способ включает повторение генерирования профиля напряжения, генерирование профиля импеданса и генерирование профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины.
12. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что указанная вторая скважина является добывающей скважиной.
13. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что способ включает выполнение операции определения расстояния относительно одной или более скважин, отличающихся от первой и второй скважин.
14. Машиночитаемое устройство хранения, содержащее хранящиеся на нем команды, причем команды вызывают осуществление вычислительной машиной операций способа определения расстояния между скважинами, включающих операции для:
генерирования профиля напряжения с учетом тока возбуждения, измеренного с помощью отобранных электродов из множества электродов, расположенных вдоль трубы первой скважины;
генерирования профиля импеданса с учетом расположения вдоль первой скважины с использованием отобранных электродов из множества электродов;
генерирования профиля тока с использованием профиля напряжения и профиля импеданса; и
выполнения операции определения расстояния до первой скважины относительно второй скважины с использованием профиля тока и измеренного магнитного поля.
15. Машиночитаемое устройство хранения по п. 14, отличающееся тем, что первая скважина является добывающей скважиной.
16. Машиночитаемое устройство хранения по п. 15, отличающееся тем, что операции для выполнения операции определения расстояния включают выполнение операции определения расстояния относительно нагнетательной скважины во время использования парогравитационного дренажа (SAGD).
17. Машиночитаемое устройство хранения по п. 14, отличающееся тем, что генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения включает активацию излучателя на поверхности, с которой была образована первая скважина.
18. Машиночитаемое устройство хранения по п. 14, отличающееся тем, что генерирование профиля напряжения с учетом тока возбуждения включает активацию излучателя на определенной глубине в первой скважине.
19. Машиночитаемое устройство хранения по п. 17, отличающееся тем, что активация излучателя включает использование активации, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот от примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц.
20. Машиночитаемое устройство хранения по п. 14, отличающееся тем, что 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.
21. Машиночитаемое устройство хранения по п. 14, отличающееся тем, что операции для генерирования профиля импеданса включают 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.
22. Машиночитаемое устройство хранения по пп. 14-21, отличающееся тем, что операции для выполнения операции определения расстояния включают выполнение операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения.
23. Машиночитаемое устройство хранения по пп. 14-21, отличающееся тем, что операции для выполнения операции определения расстояния включают определение расстояния и направления до второй скважины с использованием зависимости между расстоянием и отношением тока к измеренному магнитному полю на определенной глубине, причем ток на этой глубине выбирается из профиля тока на этой глубине для тока, поданного в устье первой скважины, и тока, возвращенного в расположение на поверхности, с которого была образована первая скважина.
24. Машиночитаемое устройство хранения по пп. 14-21, отличающееся тем, что операции включают повторение генерирования профиля напряжения, генерирования профиля импеданса и генерирования профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины.
25. Машиночитаемое устройство хранения по пп. 14-21, отличающееся тем, что вторая скважина является добывающей скважиной.
26. Машиночитаемое устройство хранения по пп. 14-21, отличающееся тем, что операции включают выполнение операции определения расстояния относительно одной или более скважин, которые отличаются от первой и второй скважин.
27. Система для определения расстояния между скважинами, содержащая:
излучатель;
множество электродов, выполненных с возможностью размещения вдоль трубы первой скважины;
магнитный датчик, выполненный с возможностью размещения вдоль второй скважины;
блок управления, выполненный с возможностью управления током возбуждения посредством излучателя в первой скважине, управления набором напряжений на отобранных электродах из множества электродов, управления генерированием токов от отобранных электродов из множества электродов и набором напряжений на основе генерирования токов, и управления сбором данных от магнитного датчика об измеренном магнитном поле; и
блок обработки данных, функционально связанный с блоком управления и выполненный с возможностью генерирования, на основании взаимодействия с блоком управления, профиля напряжения, профиля импеданса и профиля тока с помощью профиля напряжения и профиля импеданса, причем блок обработки данных выполнен с возможностью выполнения операции определения расстояния до первой скважины относительно второй скважины на основании профиля тока и измеренного магнитного поля.
28. Система по п. 27, отличающаяся тем, что первая скважина является добывающей скважиной.
29. Система по п. 28, отличающаяся тем, что вторая скважина является нагнетательной скважиной во время использования парогравитационного дренажа (SAGD).
30. Система по п. 27, отличающаяся тем, что излучатель располагается на поверхности, с которой была образована первая скважина.
31. Система по п. 27, отличающаяся тем, что излучатель размещается в первой скважине.
32. Система по п. 27, отличающаяся тем, что блок управления выполнен с возможностью активации излучателя с использованием активации, управляемой напряжением, или управляемой током, в диапазоне частот от примерно 0,02 Гц до примерно 250 Гц.
33. Система по п. 27, отличающаяся тем, что блок обработки данных выполнен с возможностью генерирования профиля напряжения на основании определения 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.
34. Система по п. 27, отличающаяся тем, что блок обработки данных выполнен с возможностью генерирования профиля импеданса на основании подачи тока от одного электрода из множества электродов к другому электроду из множества электродов и определения разностей напряжений между парами расположений вдоль трубы между или в расположениях электродов, подающих и принимающих ток.
35. Система по п. 27-34, отличающаяся тем, что блок управления и блок обработки данных выполнены с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно второй скважины после бурения участка второй скважины и после остановки бурения.
36. Система по любому из пп. 27-34, отличающаяся тем, что блок обработки данных выполнен с возможностью определения расстояния и направления до второй скважины с использованием зависимости между расстоянием и отношением тока к измеренному магнитному полю на определенной глубине, причем ток на этой глубине выбирается из профиля тока на этой глубине для тока, поданного в устье первой скважины, и тока, возвращенного в расположение на поверхности, с которого была образована первая скважина.
37. Система по любому из пп. 27-34, отличающаяся тем, что блок обработки данных и блок управления выполнены с возможностью повторного генерирования профиля напряжения, генерирования профиля импеданса и генерирования профиля тока после дальнейшего бурения второй скважины.
38. Система по любому из пп. 27-34, отличающаяся тем, что вторая скважина является добывающей скважиной.
39. Система по пп. 27-34, отличающаяся тем, что блок управления и блок обработки данных выполнены с возможностью выполнения операции определения расстояния относительно одной или более скважин, отличающихся от первой и второй скважин.
