Патент на изобретение №2354998

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА МЕЖДУ ПРИЧИНОЙ И СЛЕДСТВИЕМ

(57) Реферат:

Предложенное изобретение относится к средствам оценки качества скважин для выявления причин, приводящих к ухудшению качества скважин, и вытекающих из них следствий. Технический результат, достигаемый от реализации предложенной группы изобретений, заключается в возможности оператору, наблюдающему за состоянием эксплуатируемой скважины, в режиме реального времени сделать вывод относительно технического состояния каждого отдельного участка контролируемой скважины, с возможностью оперативного выявления конкретной причины (или ряда таких причин), послужившей для изменения технического состояния любого отдельного участка скважины. Способ оценивания изменений на интервале скважины включает в себя получение первых каротажных данных, регистрируемых каротажным датчиком в течение первого прохода на протяжении интервала скважины; получение вторых каротажных данных в более позднее время, чем первых каротажных данных, при этом указанные вторые каротажные данные регистрируются каротажным датчиком в течение второго прохода на протяжении интервала скважины; вычисление множества значений разности между первыми каротажными данными и вторыми каротажными данными; получение наблюдаемого следствия путем использования множества значений разности; и идентификацию корреляции между наблюдаемым следствием и причинным событием, и отображение указанной корреляции на устройстве отображения, выполненном с возможностью отображения информации, полученной на основании зарегистрированных каротажных данных, в виде таблицы такой, что каждая ячейка в таблице обозначает степень корреляции для оценки изменений в интервале ствола скважины и вероятных причинных событий, вызывающих указанные изменения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Предпосылки создания изобретения

Каротажные диаграммы представляют собой результаты измерений, обычно относящихся к глубине или к выбранным физическим характеристикам подземных пластов, пронизываемых стволом скважины. Обычно каротажные диаграммы записывают путем введения измерительных устройств различных видов, расположенных на комплексной измерительной платформе, в ствол скважины, перемещения устройств вдоль ствола скважины и записи результатов измерений, выполненных устройствами. При записи каротажной диаграммы одного вида устройства спускают на конце бронированного электрического кабеля, а запись результатов измерений осуществляют с учетом длины кабеля, протянутого в стволе скважины. Глубину спуска в ствол скважины получают на основании длины протянутого кабеля. Записи, выполненные таким образом, по существу непосредственно соотносятся с глубиной измерений в стволе скважины. Другие способы измерений включают в себя способ «каротажа в процессе бурения», способ «измерений в процессе бурения» и способ каротажа с памятью. Способ каротажа в процессе бурения включает в себя прикрепление устройств к нижней части узла бурового инструмента, используемого для бурения скважины. Устройства для каротажа в процессе бурения и спускаемые на кабеле скважинные устройства обычно используют для измерений характеристик пласта одного и того же вида, таких как плотность, удельное сопротивление, гамма-излучение, пористость по данным нейтронного каротажа, сечение захвата пласта, данные ультразвуковых измерений и т.д. Устройства для измерений в процессе бурения обычно используют для измерения характеристик, тесно связанных с бурением, таких как искривление скважины, азимут скважины, нагрузка на долото, расход бурового раствора, давление в затрубном пространстве скважины и т.д.

Упомянутые выше каротажные скважинные устройства можно транспортировать в скважину и из нее с помощью каротажного кабеля, бурильной трубы, гибкой трубы, тонкого троса и т.д. Кроме того, способами каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения обеспечивается возможность измерений в бурильной колонне при отключении долота или измерений при спуске вниз или подъеме вверх мимо секции скважины, которая была выбурена ранее.

В некоторых измерительных устройствах для получения каротажных данных используется телеметрическая система с модуляцией давления, в которой модулируется давление промывочной жидкости (бурового раствора), протекающего по внутренней стороне узла бурильного инструмента. Однако намного большее количество каротажных данных сохраняется в регистрирующем устройстве, размещенном в каротажном устройстве, из которого данные считываются, когда устройство извлекают из ствола скважины. Эта информация обычно записывается в зависимости от времени. Кроме того, запись о местоположении устройства в стволе скважины в зависимости от времени, сделанную на земной поверхности, сопоставляют с записью измерения времени, извлеченной из устройства хранения данных устройства, чтобы образовать обычную «каротажную диаграмму» из результатов измерений в зависимости от глубины ствола скважины.

Обычно каротажные диаграммы выполняют в графическом виде, включающем в себя большое количество координатных сеток или «дорожек», каждая из которых снабжена шкалой от выбранного нижнего значения до выбранного верхнего значения для результата измерения каждого вида, представленного на отдельной дорожке. «Дорожка глубины» или шкала, на которой указывается глубина в стволе скважины, обычно расположена между двумя дорожками. В зависимости от потребностей конкретного пользователя на одной или на нескольких дорожках может быть представлено любое число или видов измерений. Типичное представление каротажной диаграммы, составленной из результатов индивидуальных измерений, имеет вид по существу непрерывной кривой или трассы. Кривые интерполируют по значениям дискретных измерений в зависимости от времени и/или глубины с сохранением в компьютере или на считываемом компьютером носителе данных. Другие представления включают в себя интерполяции в оттенках серого или в оттенках цвета из выбранных видов измерений, позволяющие получать эквивалент визуального изображения стенки ствола скважины. Такие представления «изображений» признаны полезными при некоторых видах геологического анализа.

Интерпретация каротажных данных включает в себя сопоставление или другое использование очень большого количества дополнительной информации. Такая дополнительная информация включает в себя географическое местоположение скважины, геологическую или каротажную информацию из соседних скважин и априорные геологические/петрофизические сведения о пластах. Другая информация включает в себя виды используемых устройств, их механическую конфигурацию и записи, относящиеся к их калибровке и техническому обслуживанию. Кроме того, информация других видов включает в себя фактическую траекторию ствола скважины, которая может проходить на значительном географическом интервале в горизонтальной плоскости относительно местоположения ствола скважины на поверхности. Другая информация, полезная при интерпретации каротажных данных, включает в себя данные о проходке скважины, о виде промывочной жидкости, используемой в стволе скважины и о коррекции на окружающую среду, применяемой в конкретном используемом каротажном устройстве.

Большую часть этой дополнительной информации можно применять к любой каротажной диаграмме, записанной посредством каротажного устройства особого вида. Например, устройство, которое измеряет гамма излучение («гамма-лучи»), имеет коррекцию на окружающую среду, которая согласована исключительно с типом устройства. Например, каждое спускаемое на каротажном кабеле устройство гамма-каротажа выбранного внешнего диаметра, получаемое от конкретной компании спускаемых на кабеле устройств, имеет аналогичную коррекцию на окружающую среду в части «массы бурового раствора на единицу объема» (плотности промывочной жидкости). Дополнительная информация других видов доступна от компании, эксплуатирующей скважину (обычно от нефтегазодобывающей организации). Примеры информации этого вида включают в себя географическое местоположение скважины и любую информацию с других скважин в окрестности. Кроме того, дополнительная информация других видов включает в себя записи относительно первоначальной и периодических поверок и технического обслуживания конкретных устройств, используемых в конкретной скважине. Упомянутое выше относится только к небольшой подгруппе видов дополнительной информации, которая может быть использована при интерпретации конкретной каротажной диаграммы.

На фиг.1 представлен типичный способ, в котором каротажные данные регистрируют с помощью «каротажного кабеля», при этом набор или «колонну» скважинных каротажных устройств (включая каротажные датчики или «зонды» (8, 5, 6 и 3), которые будут пояснены дополнительно) спускают в ствол (32) скважины, пробуренной в грунте (36), на одном конце бронированного электрического кабеля (33). Кабель (33) втягивается в ствол (32) скважины и извлекается из него посредством лебедки (11) или подобного транспортировочного средства, известного в области техники, к которой относится изобретение. По кабелю (33) передается электрическая энергия к устройствам в колонне (в том числе к каротажным датчикам 8, 5, 6, 3) и передаются сигналы, соответствующие результатам измерений, выполненными устройствами в колонне (в том числе скважинными датчиками 8, 5, 6, 3), на регистрирующий блок (7) на поверхности земли. Регистрирующий блок (7) включает в себя устройство (непоказанное) для измерения длины вытянутого кабеля (33). Глубину спуска устройств (в том числе каротажных датчиков 8, 5, 6, 3) в ствол (32) скважины определяют по длине вытянутого кабеля. Регистрирующий блок (7) включает в себя типичное оборудование (не показанное отдельно), хорошо известное в области техники, к которой относится изобретение, предназначенное для осуществления регистрации глубины спуска устройств (в том числе каротажных датчиков 8, 5, 6, 3) в ствол (32) скважины.

Для решения задач изобретения каротажные датчики (8, 5, 6 и 3) могут быть любого типа, хорошо известного в области техники, к которой относится изобретение. Они включают в себя детекторы гамма-излучения, нейтронные датчики пористости, электромагнитные индукционные датчики удельного сопротивления, датчики ядерного магнитного резонанса и датчики плотностного (объемного) гамма-гамма каротажа. Некоторые каротажные датчики, такие как (8, 5 и 6), заключены в зондовую «оправку» (вытянутый в осевом направлении цилиндр), и при этом могут эффективно работать вблизи центра ствола (32) скважины или будучи смещенными к стенке ствола (32) скважины. Другие каротажные датчики, такие как датчик (3) плотности, включает в себя измерительную площадку (17), смещенную к одной боковой поверхности корпуса (13) датчика, и имеет одно или несколько детекторных устройств (14). В некоторых случаях датчик (3) включает в себя источник (18) излучения для активации пластов (36) вблизи ствола (32) скважины. Такие каротажные датчики обычно чувствительны к отдельной зоне (9) по одну сторону от ствола (32) скважины. Кроме того, датчик (3) может включать в себя рычаг (15) каверномера, который служит как для смещения датчика (3) вбок к стенке ствола (32) скважины, так и для измерения кажущегося внутреннего диаметра ствола (32) скважины.

Конфигурация устройств, показанная на фиг.1, представлена только для иллюстрации в общих чертах способа регистрации «каротажных» данных с помощью «каротажного кабеля» и не предполагается ограничивающей объем изобретения.

На фиг.2 показана типичная конфигурация, предназначенная для регистрации каротажных данных путем использования системы (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения. Система (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения может включать в себя одну или несколько кольцевых секций (44, 42, 40, 38), прикрепленных к нижнему концу бурильной трубы (20). Система (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения на нижнем конце включает в себя буровое долото (45) для бурения ствола (32) скважины в грунте (36). В этом примере бурение осуществляется при вращении бурильной трубы (20) посредством стола (43) бурового ротора. Однако бурение также можно выполнять с помощью верхних приводов и можно осуществлять бурение с помощью забойных двигателей на гибких трубах. В процессе бурения труба (20) подвешена на оборудовании буровой установки (10), включающей в себя вертлюг (24), который обеспечивает возможность вращения трубы при поддержании непроницаемого для флюида уплотнения между внутренней стороной и наружной стороной трубы (20). Насосы (30) для бурового раствора извлекают промывочную жидкость («буровой раствор») (26) из резервуара или ямы (28) и закачивают буровой раствор (26), как показано стрелкой (41), по внутренней стороне трубы (20) вниз через систему (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения. Буровой раствор (26) проходит через отверстия (непоказанные) в долоте (45) для смазывания и охлаждения долота (45) и для подъема бурового шлама по кольцевому пространству (34) между трубой (20), системой (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения и стволом (32) скважины.

Кольцевые секции (44, 42, 40, 38) включают в себя каротажные датчики (непоказанные), посредством которых осуществляются измерения различных свойств подземных пластов (36), в которых пробурена скважина (32). Результаты этих измерений обычно регистрируются в регистрирующем устройстве (непоказанном), размещенном в одной или в нескольких кольцевых секциях (44, 42, 40, 38). Системы каротажа в процессе бурения, известные в области техники, к которой относится изобретение, обычно включают в себя один или несколько каротажных датчиков (непоказанных), посредством которых, как описано выше, измеряются характеристики пласта, такие как плотность, удельное сопротивление, гамма-излучение, пористость по данным нейтронного каротажа, сечение захвата пласта и т.д. Системы измерений в процессе бурения, известные в области техники, к которой относится изобретение, обычно включают в себя один или несколько каротажных датчиков (непоказанных), посредством которых измеряются отдельные характеристики бурения, такие как наклон и азимутальная траектория ствола (32) скважины. В системах измерений в процессе бурения также предусмотрена телеметрическая аппаратура (система связи) для всех каротажных датчиков устройств, предназначенных для измерений в процессе бурения и каротажа в процессе бурения, находящихся в бурильной колонне. Другие каротажные датчики, известные в области техники, к которой относится изобретение, могут включать в себя датчики осевой силы (массы), приложенной к системе (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения, и датчики ударов и вибраций.

Обычно система (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения включает в себя модулятор давления бурового раствора (не показанный отдельно) в одной из кольцевых секций (44). С модулятора телеметрический сигнал подается в поток бурового раствора (26) внутри системы (39) и трубы (20), при этом телеметрический сигнал обнаруживается датчиком (31) давления, расположенным в системе потока бурового раствора. Датчик (31) давления связан с аппаратурой обнаружения (непоказанной) в наземной регистрирующей системе (7А), которая обеспечивает возможность восстановления и записи информации, передаваемой в телеметрической системе, посылаемой узлом измерений в процессе бурения из системы (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения. Как пояснялось, схема организации телеметрии охватывает подгруппу измерений, выполняемых различными каротажными датчиками (не показанными отдельно) в системе (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения. Кроме того, телеметрия каротажных устройств может быть решена путем использования каротажного кабеля (непоказанного) или электрической телеметрии при измерениях в процесса бурения (то есть путем использования электрических сигналов, передаваемых через пласт). Остальные результаты измерений, выполняемых каротажными датчиками (непоказанными) в системе (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения, могут быть переданы в наземную регистрирующую систему (7А) при извлечении системы (39) каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения из ствола (32) скважины.

Аналогично способу и системе регистрации с помощью каротажного кабеля, показанным на фиг.1, система и способ регистрации с каротажем в процессе бурения и измерениями в процессе бурения, показанные на фиг.2, представлены в качестве примеров, поясняющих, каким образом данные регистрируются при использовании систем каротажа в процессе бурения и измерений в процессе бурения, и в любом случае не предполагаются ограничивающими объем изобретения.

Типичное одномерное представление каротажных данных показано на фиг.3. Представление данных, показанное на фиг.3, обычно составляют по существу целиком из данных, зарегистрированных скважинным каротажным устройством, и из введенных в регистрирующую систему оператором на месте расположения скважины. Как описывалось выше, каротажные данные обычно представляют на координатной шкале, включающей в себя большое количество дорожек (50, 54, 56) данных. Дорожки (50, 54, 56) включают в себя заголовок (57), который показывает тип (типы) данных, которые представлены на каждой дорожке кривой или кривыми (51, 53, 55, 59). Дорожка (52) глубины, на которой отображается измеренная глубина (или альтернативная мера глубины, такая как истинная вертикальная глубина) горизонта сбора данных, расположена в поперечном направлении между первой (50) и второй (54) дорожками данных. В качестве альтернативы для дорожек (52) глубины может использоваться шкала на основе времени. Кривые (51, 53, 55, 59) данных представлены на каждой из дорожек (50, 54, 56) в соответствии с информацией, показанной в заголовке (57). Примерное представление данных на фиг.3 является только одним примером представлений данных, которые могут быть использованы в способе согласно изобретению, и не предполагается ограничивающим объем изобретения.

Такое представление, как показанное на фиг.3, может включать в себя в виде различных кривых (51, 53, 55, 59) «исходные» данные, такие как значения напряжений, отсчеты датчиков и т.д., на самом деле зарегистрированные с помощью различных каротажных датчиков в скважинной каротажном устройстве (не показанном на фиг.3), или чаще всего отражает значения, зарегистрированные с помощью каротажных датчиков, преобразованные в значения параметров, представляющих интерес, таких как уровень естественного гамма-излучения, удельное сопротивление, время пробега акустической волны и т.д. Как правило, эти представления могут быть составлены только из самих исходных данных и из данных с широким применением масштабирования и поправочных коэффициентов. Кроме того, другие представления различных кривых могут включать в себя данные, в которые введены поправки на влияние окружающей среды. Обычно исходные данные и такие минимально скорректированные данные могут быть зарегистрированы на месте расположения скважины без необходимости ввода в значительном количестве других данных, помимо записей данных от самих устройств.

Технический результат, достигаемый от реализации предложенной группы изобретений, заключается в возможности оператору, наблюдающему за состоянием эксплуатируемой скважины, в режиме реального времени сделать вывод относительно технического состояния каждого отдельного участка контролируемой скважины, с возможностью оперативного выявления конкретной причины (или ряда таких причин), послужившей для изменения технического состояния любого отдельного участка скважины. Для этого каждому отдельному контролируемому участку скважины присвоена своя отдельная ячейка многомерной таблицы, отображаемой на соответствующем средстве отображения, в которой отражена степень корреляции для оценки изменений на соответствующем интервале ствола скважины и вероятных причинных событий, вызывающих указанные изменения.

Сущность изобретения

В общем, в одном аспекте изобретение относится к способу оценивания изменений на интервале скважины. Способ включает в себя регистрацию первых каротажных данных от каротажного датчика в течение первого прохода на протяжении интервала скважины, регистрацию вторых каротажных данных от каротажного датчика в течение второго прохода на протяжении интервала скважины, вычисление большого количества дельта-значений между первыми каротажными данными и вторыми каротажными данными, получение наблюдаемого следствия путем использования большого количества дельта-значений, идентификацию корреляции между наблюдаемым следствием и случайным событием и индикацию корреляции на индикаторном устройстве.

В общем, в одном аспекте изобретение относится к системе для оценивания изменений на интервале скважины. Система содержит систему регистрации каротажных данных для регистрации первых каротажных данных и вторых каротажных данных от каротажного датчика в течение большого количества проходов на протяжении интервала скважины, систему обработки каротажных данных и индикаторное устройство для индикации корреляции. Система обработки каротажных данных осуществляет вычисление большого количества дельта-значений между первыми каротажными данными и вторыми каротажными данными, получает наблюдаемое следствие путем использования большого количества дельта-значений и идентифицирует корреляцию между наблюдаемым следствием и случайным событием.

В общем, в одном аспекте изобретение относится к компьютерной системе для оценивания изменений на интервале скважины. Компьютерная система содержит процессор, запоминающее устройство, устройство хранения данных, индикатор компьютера и программные команды, сохраняемые в запоминающем устройстве, для обеспечения возможности нахождения компьютерной системы под управлением процессора. С помощью программных команд осуществляются сбор первых каротажных данных от каротажного датчика в течение первого прохода на протяжении интервала скважины, сбор вторых каротажных данных от каротажного датчика в течение второго прохода на протяжении интервала скважины, вычисление большого количества дельта-значений между первыми каротажными данными и вторыми каротажными данными, получение наблюдаемого следствия путем использования большого количества дельта-значений, идентификация корреляции между наблюдаемым следствием и случайным событием и индикация корреляции на индикаторе компьютера.

Другие аспекты и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующего описания и приложенных чертежей.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

Фиг.1 – иллюстрация типичной регистрации каротажных данных посредством использования устройства, транспортируемого на каротажном кабеле;

Фиг.2 – иллюстрация типичной регистрации каротажных данных посредством использования каротажной системы для каротажа и измерений в процессе бурения;

Фиг.3 – пример представления каротажных данных;

Фиг.4 – типичная сетевая компьютерная система;

Фиг.5 – блок-схема последовательности процедур, детализирующая способ согласно одному варианту осуществления изобретения;

Фиг.6 – двумерная таблица согласно одному варианту осуществления изобретения;

Фиг.7 – индикация причинно-следственной корреляции согласно одному варианту осуществления изобретения.

Подробное описание

Примеры осуществления изобретения будут описаны со ссылками на сопровождающие чертежи. Аналогичные элементы показаны на чертежах одними и теми же позициями.

В нижеследующем подробном описании изобретения многочисленные конкретные детали изложены для обеспечения более полного понимания изобретения. Однако для специалиста в области техники, к которой относится изобретение, очевидно, что изобретение может быть применено без этих конкретных деталей. В иных случаях хорошо известные признаки не описываются подробно, для исключения возможности внесения неясностей в изобретение.

Изобретение может быть осуществлено на компьютере по существу любого типа, независимо от используемой платформы. Например, как показано на фиг.4, типичная сетевая компьютерная система (70) включает в себя процессор (72), присоединенные к нему запоминающее устройство (74), устройство (76) хранения данных и многочисленные другие элементы и функциональные средства, типичные для современного компьютера (непоказанные). Компьютер (70) может также включать в себя средства ввода, такие как клавиатура (78) и мышь (80), и выходное средство, такое как монитор (82). Сетевая компьютерная система (70) подключена к глобальной сети (81) через сетевой интерфейс (непоказанный).

Изобретение относится к способу и к системе для анализа причины и следствия наблюдаемых изменений в скважинных данных на заданном интервале скважины. Кроме того, в одном варианте осуществления результат анализа отображается с показом корреляции между наблюдаемыми изменениями в данных, зарегистрированных с помощью каротажного датчика в течение многочисленных проходов на протяжении заданного интервала скважины, и случайным событием для наблюдаемых изменений.

На фиг.5 показана блок-схема последовательности процедур методики анализа причины и следствия наблюдаемых изменений в каротажных данных на заданном интервале скважины согласно одному варианту осуществления изобретения. Вначале на основании откликов от каротажных датчиков регистрируют каротажные данные (этап 90). Как описывалось выше, каротажные датчики в большом количестве могут быть расположены на комплексной измерительной платформе, например в спускаемом на кабеле скважинном устройстве, в устройстве для каротажа в процессе бурения, в устройстве для измерений в процессе бурения и т.д. Хотя в примерах, приведенных в настоящей заявке, использованы результаты измерений устройством для каротажа в процессе бурения, способ, показанный на фиг.5, в целом применим к любому набору каротажных данных, в котором имеется достаточно информации для получения причинно-следственных корреляций.

Каротажные данные регистрируются устройством для каротажа в процессе бурения при спускоподъемной операции в стволе скважины. Как рассматривалось, каротажные данные могут включать в себя результаты измерений отдельных характеристик пласта (то есть гамма-излучения, удельного сопротивления, пористости по данным нейтронного каротажа, сечения захвата пласта и т.д.) и/или характеристик бурения (то есть диаметра скважины, ориентации устройств и т.д.). При выполнении спускоподъемной операции в стволе скважины каротажные датчики могут осуществлять многочисленные регистрирующие проходы на протяжении заранее заданного интервала скважины. Интервал скважины может быть задан единственным положением или диапазоном положений в стволе скважины. В течение промежутка времени между каротажными проходами каротажные данные, регистрируемые в пределах интервала скважины, могут изменяться, отражая изменения, которые происходят в пласте и/или в характеристиках бурения. Ряд объяснений может иметься для изменений, таких как проникновение скважинного флюида в пласт, разрыв пласта вследствие повышения давления в стволе скважины, изменения пласта вследствие химического взаимодействия между флюидом пласта и скважины и т.д.

После того как данные зарегистрированы, зарегистрированные данные, относящиеся к отдельному пласту или к характеристике бурения, сравнивают для каждого прохода каротажного датчика в пределах интервала скважины. Вычисляют (этап 92) дельта-значение для каждого пласта или характеристики бурения путем нахождения разности между данными, относящимися к пласту или к характеристике бурения, для различных проходов каротажного датчика в пределах интервала скважины. Например, в процессе бурения скважины каротажные датчики регистрируют каротажные данные, относящиеся к такой характеристике пласта, как удельное сопротивление. В течение первого прохода результат измерения удельного сопротивления на заданном интервале скважине составляет 150 Ом·м, а в течение второго прохода результат измерения удельного сопротивления составляет 200 Ом·м на том же самом интервале скважины. Поэтому дельта-значение для такой характеристики пласта, как удельное сопротивление, равно 50 Ом·м для этого промежутка времени на протяжении заданного интервала скважины.

Используя дельта-значения для выбранного пласта и/или характеристик бурения, получают (этап 94) наблюдаемое следствие. Получением наблюдаемого следствия обосновывается осознание того, что изменение в стволе скважины произошло. В одном варианте осуществления изобретения наблюдаемое следствие получают путем сравнения дельта-значения для конкретного пласта или характеристики бурения с учетом других дельта-значений. Например, небольшое дельта-значение характеристики конкретного пласта и большие дельта-значения характеристик двух пластов указывают на изменение характеристики пласта в виде наличия отдельного наблюдаемого следствия.

Однако для определения причины наблюдаемого следствия требуется дополнительный анализ. Путем наблюдения причин, наиболее чувствительных для отдельного наблюдаемого следствия, может быть идентифицирована корреляция (этап 96) между наблюдаемым следствием и причинным событием. Для определения чувствительности к отдельному причинному событию, вызывающему наблюдаемое следствие при измерении характеристик пласта или бурения, используют взаимную корреляцию результатов различных каротажных измерений. Корреляция может быть осуществлена как во временной, так и в глубинной области. Корреляцию по глубине выполняют тогда, когда характеристики пласта, представляющего интерес, относятся к пласту, измеренному посредством устройства для каротажа в процессе бурения. Корреляция может попасть в одну из трех особых категорий: (1) нет значительной корреляции между причиной и следствием; (2) имеется взаимно однозначная корреляция между причиной и следствием; и (3) возможна причинно-следственная корреляция.

Примером отсутствия значительной корреляции между причиной и следствием является случай, когда наблюдаемое изменение пористости по данным нейтронного каротажа полагают не связанным, например, с изменением удельного сопротивления бурового раствора. Примером взаимно однозначной корреляции между причиной и следствием является случай, когда наблюдаемое следствие, такое как дельта-значение отсчета измерения диаметра скважины, становится более значительным, что обычно осознается как указание на изменение диаметра скважины. Однако это заключение должно быть получено исключительно способом дедукции после отбрасывания альтернативных объяснений, таких как изменения характеристик бурового раствора или накопления бурового шлама в скважине. Пример возможной корреляции причина-следствие обнаруживается тогда, когда изменение удельного сопротивления указывает на разрыв пласта. В этом случае для успешного определения причинно-следственной корреляции с более высокой точностью изменение причинно обусловленных результатов измерений между двумя проходами на протяжении интервала скважины должно быть дополнительно исследовано путем использования результатов связанных диагностических измерений (например, дельта-значения давления, эквивалентной плотности циркулирующего бурового раствора, профиля удельного сопротивления и т.д.) и/или дельта-значений для других характеристик пласта или бурения.

После идентификации корреляция может быть отображена на индикаторном устройстве (этап 98). В одном варианте осуществления изобретения предусмотрен графический интерфейс пользователя, посредством которого многомерная таблица (матрица) представляется на устройстве отображения. Многомерная таблица может быть выполнена так, чтобы каждая клетка в таблице обозначала одну из трех категорий корреляции (то есть отсутствие корреляции, взаимно однозначную корреляцию или возможную корреляцию).

На фиг.6 показана двумерная форма согласно одному варианту осуществления изобретения. Двумерная форма (100) включает в себя строку (102) заголовка, определяющую возможные причины и средства для определения того, произошли ли значительные изменения причинных параметров, и столбец (104) заголовка, определяющий измерения основных характеристик пласта, выполненные посредством устройства для каротажа в процессе бурения. Ячейка (108-214) имеется для каждой возможной корреляции, идентифицированной между наблюдаемым следствием и причинным (случайным) событием. В некоторых случаях, например в случае ячейки (126), внутри ячейки может быть буква “N” или ретуширование серым тоном (непоказанное) для обозначения отсутствия значительной корреляции между причиной и следствием. В других случаях, например в случае ячейки (138), внутри ячейки может быть буква “Р” или ретуширование розовым тоном (непоказанное) для обозначения взаимно однозначной корреляции между причиной и следствием. Кроме того, в некоторых случаях, например в случае ячейки (128), внутри ячейки может иметься буква “О” или ретуширование желтым тоном (непоказанное) для обозначения возможной корреляции причина-следствие.

После отображения формы пользователь может выполнить анализ причины и следствия наблюдаемого изменения каротажных данных для заданного интервала скважины. Рассмотрим пример изменения результата измерения характеристики удельного сопротивления. Двумерная форма, показанная на фиг.6, отражает, что изменение может быть обусловлено изменением удельного сопротивления (128) бурового раствора, температуры (132) пласта, диаметра (134) скважины, проникновением (138) скважинного флюида в пласт и/или разрывом (136) пласта. Обычно в случае, если наблюдается значительное изменение наблюдаемой характеристики удельного сопротивления, в качестве причины можно предположить повышенное проникновение скважинного флюида в пласт (что отражено буквой “Р” в ячейке (138)). Однако при обращении к форме и анализе динамики изменения давления выявляется существенное изменение давления на соответствующей глубине в некоторый момент времени в течение промежутка между первым и вторым измерениями удельного сопротивления. Возможной причиной может быть разрыв пласта или повышенное проникновение флюида в пласт. При рассмотрении формы отсутствие значительного влияния на результаты измерений плотности и фотоэлектрического коэффициента, а также сечения захвата пласта подсказывает, что изменения не происходят равномерно вокруг ствола скважины, и поэтому это свидетельствует о том, что разрыв является наиболее вероятной причиной наблюдаемого эффекта изменения характеристики удельного сопротивления. Хотя при использовании формы из фиг.6 все же требуется понимание физики каждого измерения для обеспечения возможности интерпретации результатов, но такая интерпретация с помощью формы облегчается.

На фиг.7 показана индикация представления данных с отображением каротажных данных способом, обеспечивающим определение корреляции причина-следствие согласно одному варианту осуществления изобретения. Каротажные данные представлены на координатной шкале, включающей в себя множество дорожек (218, 222, 226, 230, 234) данных. Дорожки (218, 226, 230, 234) данных включают в себя заголовок (216), который отражает тип (типы) данных, кривая или кривые (220, 224, 228, 232, 234) которых представлены на каждой дорожке. Дорожка (222) глубины, на которой показана измеренная глубина (или альтернативная мера глубины, такая как истинная вертикальная глубина), с которой получены данные, расположена в поперечном направлении между первой (218) и второй (228) дорожками данных. В качестве альтернативы для дорожки (222) глубины можно использовать шкалу на основе времени.

Дорожка (218) данных включает в себя данные, отражающие результаты различных измерений характеристик бурения. Дорожка (226) данных включает в себя данные, отражающие результаты различных измерений удельного сопротивления. В варианте осуществления изобретения на дорожке (230) данных показано удельное сопротивление для двух характерных проходов на протяжении интервала скважины и абсолютное дельта-значение двух проходов, тогда как на дорожке (234) данных показано процентное значение дельты для двух характерных проходов на протяжении интервала скважины. Кроме того, флаговые поля индикатора (238) показывают процентные изменения каротажных данных при отслеживании характерных кривых данных, относящихся к дельта-значениям для измерений давления, диаметра скважины по глубине и температуры. Флаговые поля индикатора (238) меняют цвет в зависимости от процентного изменения конкретных отслеживаемых каротажных данных.

Пример представления данных из фигуры 7 является только одним примером представления данных, который может быть использован в способе согласно изобретению, и он не подразумевается ограничивающим объем изобретения.

Путем одномерного анализа индикации представления данных, показанной на фиг.7, может быть найдено объяснение или причинное событие для наблюдаемого следствия. Например, в этом представлении данных изменение удельного сопротивления, показанное кривой (232) данных на примерном интервале скважины, от 7600 до 7640 (показанном кривой (224) глубины), видна корреляция с изменением в пределах 10-20% диаметра скважины по глубине в одной секции ствола скважины, что показано заштрихованным участком (236) на дорожке (234) данных. На основании этой информации можно определить, что основное изменение обусловлено повышенным проникновением флюида в пласт в случае расширения ствола скважины, оказывающего некоторое влияние на протяжении интервала скважины, что показано изменяющимся цветом флага на дорожке (240) дельта-значения диаметра скважины.

Хотя представление в одномерном виде дает ценную информацию, применение двумерного представления значительно повышает достоверность интерпретации того, что конкретное явление (то есть причинное событие) является вызывающим наблюдаемое следствие в измерении, путем использования взаимной корреляции результатов различных каротажных измерений.

В одном варианте осуществления изобретения введение взвешивания или множителей «чувствительности» в ячейки (108-214) формы дополнительно усовершенствует способ. В соответствии с указанным, каждое из возможных причинных событий взвешивается соответственно степени, с которой изменение причинного события отражается на наблюдаемом следствии. В таком случае относительное влияние изменения (то есть наблюдаемое следствие) при заданном причинном событии может быть вычислено как:

Сумма относительных влияний даст более четкое указание о том, имеется ли причинное событие.

Варианты осуществления изобретения могут обеспечить одно из следующих преимуществ. Изобретение обеспечивает возможность определения наличия изменения в стволе скважины и идентификации вероятного причинного события из-за изменения. Кроме того, путем получения относительных изменений характеристик пласта относительно других параметров, которыми можно объяснить изменение, изобретение обеспечивает возможность относительно легкого распознавания изменения в стволе скважины и получения визуального руководства относительно чувствительности характеристики пласта к изменению. Более того, использование многомерной формы в «двумерном способе» значительно повышает достоверность интерпретации того, что отдельное причинное событие является вызывающим наблюдаемое следствие в результате измерения характеристик пласта или бурения, путем использования взаимной корреляции результатов различных каротажных измерений. Для специалистов в области техники, к которой относится изобретение, очевидно, что настоящее изобретение может иметь другие преимущества и признаки.

Хотя изобретение было описано применительно к ограниченному числу вариантов осуществления, специалистам в области техники, к которой относится изобретение, имеющим выгоду от этого раскрытия, должно быть понятно, что могут быть разработаны другие варианты осуществления, которые не выходят за пределы объема изобретения, раскрытого в настоящей заявке. В соответствии с этим объем изобретения должен ограничиваться только приложенной формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Способ оценивания изменений на интервале скважины, включающий в себя:
получение первых каротажных данных, регистрируемых каротажным датчиком (8, 5, 6, 3) в течение первого прохода на протяжении интервала скважины;
получение вторых каротажных данных в более позднее время, чем первых каротажных данных, при этом указанные вторые каротажные данные регистрируются каротажным датчиком в течение второго прохода на протяжении интервала скважины;
вычисление множества значений разности между первыми каротажными данными и вторыми каротажными данными;
получение наблюдаемого следствия путем использования множества значений разности; и
идентификацию корреляции между наблюдаемым следствием и причинным событием, и отображение указанной корреляции на устройстве отображения, выполненном с возможностью отображения информации, полученной на основании зарегистрированных каротажных данных, в виде таблицы такой, что каждая ячейка в таблице обозначает степень корреляции для оценки изменений в интервале ствола скважины и вероятных причинных событий, вызывающих указанные изменения.

2. Способ по п.1, в котором каротажный датчик измеряет по меньшей мере одну характеристику, выбираемую из группы, состоящей из гамма-излучения, удельного сопротивления, пористости по данным нейтронного каротажа, плотности, диаметра скважины по глубине по данным ультразвукового каротажа и сечения захвата породы.

3. Способ по п.1, в котором каротажный датчик располагают в комплексном скважинном измерительном устройстве.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором корреляция представляет собой корреляцию глубин.

5. Способ по любому из пп.1-3, в котором корреляция представляет собой временную корреляцию.

6. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя:
вычисление относительного следствия путем использования коэффициента чувствительности к регулировке корреляции; и
индикацию корреляции и относительного следствия на устройстве отображения.

7. Система для оценивания изменений на интервале скважины, содержащая:
систему (7) регистрации каротажных данных для регистрации первых каротажных данных и вторых каротажных данных в более позднее время, чем указанных первых каротажных данных, от каротажного датчика (8, 5, 6, 3) в течение множества проходов на протяжении интервала скважины; и
систему (72, 74, 76) обработки каротажных данных для:
вычисления множества значений разности между первыми каротажными данными и вторыми каротажными данными;
получения наблюдаемого следствия путем использования множества значений разности; и
идентификации корреляции между наблюдаемым следствием и причинным событием, и отображения указанной корреляции на устройстве отображения, выполненном с возможностью отображения информации, полученной на основании зарегистрированных каротажных данных, в виде таблицы такой, что каждая ячейка в таблице обозначает степень корреляции для оценки изменений в интервале ствола скважины и вероятных причинных событий, вызывающих указанные изменения.

8. Система по п.7, в которой каротажный датчик измеряет по меньшей мере одну характеристику, выбираемую из группы, состоящей из гамма-излучения, удельного сопротивления, пористости по данным нейтронного каротажа, плотности, диаметра скважины по глубине по данным ультразвукового каротажа и сечения захвата породы.

9. Система по п.7, в которой каротажный датчик расположен в комплексном скважинном измерительном устройстве.

10. Система по любому из пп.7-9, в которой корреляция представляет собой корреляцию глубин.

11. Система по любому из пп.7-9, в которой корреляция представляет собой временную корреляцию.

12. Система по п.7, дополнительно содержащая систему (72, 74, 76) обработки каротажных данных для вычисления относительного следствия путем использования коэффициента чувствительности для регулировки корреляции; и
индикацию корреляции и относительного следствия на устройстве отображения.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 04.02.2009

Извещение опубликовано: 10.01.2010 БИ: 01/2010

NF4A – Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.01.2010

Извещение опубликовано: 20.01.2010 БИ: 02/2010