NO20130919A1 - Syntetiske formasjonevalueringslogger pa grunnlag av borevibrasjoner - Google Patents

Abstract

Det beskrives en framgangsmåte og anordning for å forutsi en formasjonsparameter ved en borkrone som boreren formasjon. En vibrasjonsmåling oppnås ved hver av en mengde dybder i borehullet. En formasjonsparameter oppnås nær hver av mengden dybder i borehullet. En relasjon bestemmes mellom de oppnådde vibrasjonsmålingene og de målte formasjonsparameterne ved mengden dybder. En vibrasjonsmåling ved en ny borkronelokalitet oppnås, og formasjonsparameteren ved den nye borkronelokaliteten forutsies ut ifra vibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen. Formasjonstype kan bestemmes ved den nye borkronelokaliteten ut ifra den nyevibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen.

Description

SYNTETISKE FORMASJONEVALUERINGSLOGGER PÅ GRUNNLAG AV BO RE VIBRASJON ER

KRYSSREFERANSE TIL RELATERTE PATENTSØKNADER

[0001] Denne søknaden krever prioritet fra US foreløpig patentsøknad nr. 61/448,736, inngitt 3. mars 2011.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Området for oppfinnelsen

[0002] Den foreliggende oppfinnelsen gjelder framgangsmåter for å bestemme en formasjonsparameter ved en borkronelokalitet samt for å bestemme en formasjonstype ved en borkronelokalitet i sanntid under boring.

2. Beskrivelse av relatert teknikk

[0003] Boring etter olje omfatter typisk å bruke en borestreng som strekker seg inn i jorden og har en borkrone i én ende for å bore et borehull. Når borehullet bores, er det generelt underforstått at borkronen kommer til å passere gjennom flere formasjonslag. Typen formasjon påvirker generelt operasjonen av borkronen. Derfor kan det være svært nyttig å kjenne formasjonstypen. Ulike boresystemer, inkludert måling under boring (MWD) og logging under boring (LWD) omfatter formasjonsevalueringsfølere som kan brukes til å bestemme formasjonstype. Uheldigvis sitter disse formasjonsevalueringsfølerne typisk et sted på borestrengen lenger opp i hullet fra borkronen, ofte i en avstand større enn 100 fot (ft), og oppnår følgelig relevante formasjonsmålinger bare etter at formasjonen er boret. Derfor kan slike formasjonsmålinger generelt ikke brukes til å bestemme formasjonen ved borkronen. Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer framgangsmåter og anordning for å bestemme formasjonstype ved borkronen og/eller en formasjonsparameter ved borkronen ved hjelp av formasjonsmålinger oppnådd ved formasjonsfølerne.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

[0004] I ett aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en framgangsmåte for å forutsi en formasjonsparameter ved en borkrone under boring av en formasjon, som omfatter: å oppnå en vibrasjonsmåling ved hver av en mengde dybder i borehullet; å måle en formasjonsparameter ved nær hver av mengden dybder i borehullet; å bestemme en relasjon mellom de oppnådde vibrasjonsmålingene og de målte formasjonsparameterne ved mengden dybder; å oppnå en vibrasjonsmåling ved en borkronelokalitet; og å forutsi formasjonsparameteren ved borkronelokaliteten ut ifra vibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen.

[0005] Her tilveiebringes også en framgangsmåte for å bestemme en formasjonstype ved en borkrone, som omfatter: å oppnå borkronevibrasjonsmålinger og

formasjonsparametermålinger ved en mengde dybder i et borehull; å velge et undersett av vibrasjonsmålingene på grunnlag av formasjonsparametermålinger; å bestemme en trend i de valgte vibrasjonsmålingene med dybde; å oppnå en vibrasjonsmåling ved en ny borkronelokalitet; og å forutsi formasjonstypen ved den nye borkronelokaliteten ut ifra den nye vibrasjonsmålingen og den bestemte trenden.

[0006] Også tilveiebrakt her er et datamaskinlesbart medium som har en instruksjon lagret i seg, som når den tilgås av en prosessor gjør prosessoren i stand til å utføre en framgangsmåte, der framgangsmåten omfatter: å motta vibrasjonsmålinger oppnådd ved en mengde dybder i borehullet; å motta formasjonsparametermålinger oppnådd ved mengden dybder i borehullet; å bestemme en relasjon mellom vibrasjonsmålingene og formasjonsparameterne ved mengden dybder; å motta en vibrasjonsmåling oppnådd ved en borkronelokalitet; og å forutsi formasjonsparameteren ved borkronelokaliteten ved hjelp av vibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0007] For detaljert forståelse av den foreliggende oppfinnelsen bør det refereres til den følgende detaljerte beskrivelsen, sett i sammenheng med de tilhørende tegningene, der like elementer har like henvisningstall, og der: Fig. 1 er et skjematisk diagram av et eksemplarisk boresystem som omfatter en borestreng med en boresammenstilling festet til sin nedre ende, som omfatter ulike følere for å oppnå målinger som kan brukes i henhold til de ulike framgangsmåtene i oppfinnelsen; Fig. 2 viser en eksemplarisk graf over vibrasjonsmålinger mot formasjonsparametermålinger; Fig. 3A viser en logg over borkronevibrasjon mot dybde, og en tilknyttet vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer; Fig. 3B-3D viser eksemplariske logger over formasjonsparametere oppnådd fra de eksemplariske formasjonsfølerne og eksemplariske syntetiske logger over formasjonsparameteren ved borkronen oppnådd ved hjelp av vibrasjonsmålinger ved en borkrone og framgangsmåtene som beskrives her; Fig. 3E-3G viser ulike korrelasjonsgrafer knyttet til henholdsvis fig. 3B-3D; Fig. 4A-4B viser ulike logger over formasjonstyper oppnådd ved hjelp av de ulike framgangsmåtene som beskrives her; Fig. 5A viser et eksemplarisk flytskjema over den foreliggende oppfinnelsen for å utføre de ulike framgangsmåtene i den foreliggende oppfinnelsen ved hjelp av en læremodul og en forutsigelsesmodul; Fig. 5B viser et detaljert flytskjema over en læremodul som bruker oppnådde formasjonsparametermålinger av gammastråler; Fig. 5C viser et detaljert flytskjema over læremodulen for de oppnådde formasjonsparametermålingene av nøytronporøsitet og/eller romvekt; Fig. 5D viser et detaljert flytskjema for en forutsigelsesmodul for å skape en syntetisk logg over en formasjonsparameter ut ifra borkronevibrasjoner; Fig. 6 viser en eksemplarisk graf over vibrasjonsmålinger mot gammastrålemålinger for ulike omdreininger per minutt (o/min) hos en borkrone; Fig. 7 viser et flytskjema for å bestemme en formasjonstype ved en borkrone ved hjelp av de eksemplariske framgangsmåtene i den foreliggende oppfinnelsen; og Fig. 8 viser et flytskjema for å oppnå en syntetisk logg ved en borkronelokalitet.

DETALERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0008] Fig. 1 er et skjematisk diagram av et eksemplarisk boresystem 100 som omfatter en borestreng med en boresammenstilling festet til sin nedre ende, som omfatter ulike følere og anordninger for å oppnå målinger som kan brukes i henhold til de ulike framgangsmåtene i oppfinnelsen. Fig. 1 viseren borestreng 120 som omfatteren boresammenstilling eller bunnhullsammenstilling (BHA) 190 anbrakt i et borehull 126. Boresystemet 100 omfatter et konvensjonelt boretårn 111 reist på en plattform eller et dekk 112 som støtter et rotasjonsbord 114 som roteres av et primært bevegelseselement, for eksempel en elektrisk motor (ikke vist), ved en ønsket rotasjonshastighet. En rørkonstruksjon (for eksempel skjøtet borerør) 122 med boresammenstillingen 190 festet til sin nedre ende strekker seg fra overflaten til bunnen 151 av borehullet 126. En borkrone 150, festet til boresammenstillingen 190, oppløser de geologiske formasjonene når det roteres for å bore borehullet 126. Borestrengen 120 er koplet til et heisespill 130 via en drivrørsskjøt 121, svivel 128 og line 129 gjennom en trinse. Heisespill 130 opereres for å kontrollere vekten på borkronen (WOB). Borestrengen 120 kan roteres av et toppdrev (ikke vist) i stedet for av det primære bevegelseselementet og rotasjonsbordet 114. Operasjonen av heisespillet 130 er kjent teknikk og beskrives derfor ikke detaljert her.

[0009] I et aspekt sirkuleres et egnet borefluid 131 (også kalt «slam») fra en kilde 132 med dette, for eksempel en slamgrop, under trykk gjennom borestrengen 120 ved hjelp av en slampumpe 134. Borefluidet 131 passerer fra slampumpen 134 inn i borestrengen 120 via en de-surger 136 og fluidlinjen 138. Borefluidet 131a fra borerøret strømmer ut ved borehullbunnen 151 gjennom åpninger i borkronen 150. Det tilbakevendende borefluidet 131b sirkulerer oppe i hullet gjennom ringrommet 127 mellom borestrengen 120 og borehullet 126 og kommer tilbake til slamgropen 132 via en returlinje 135 og et borekaksfilter 185 som fjerner borekakset 186 fra det tilbakevendende borefluidet 131b. En føler Si i linje 138 tilveiebringer informasjon om fluidstrømningshastigheten. En vridningsføler S2på overflaten og en føler S3tilknyttet borestrengen 120 tilveiebringer informasjon om vridningen og rotasjonshastigheten i borestrengen 120. Gjennomtrengningshastigheten i borestrengen 120 kan bestemmes ut ifra føleren S5, mens føleren S6kan tilveiebringe stabelbelastningen på borestrengen 120.

[0010] I noen anvendelser roteres borkronen 150 ved å rotere borerøret 122. I andre anvendelser roterer imidlertid en borehullmotor 155 (slammotor) anbrakt i boresammenstillingen 190 også borkronen 150. Gjennomtrengningshastigheten (ROP) for en gitt borkrone og BHA er i stor grad avhengig av WOB eller trykk-kraften på borkronen 150 og dens rotasjonshastighet.

[0011] En kontrollenhet 140 på overflaten mottar signaler fra følerne og anordningene nede i borehullet via en føler 143 plassert i fluidlinjen 138 og signaler fra følerne Si-S6og andre følere som brukes i systemet 100, og prosesserer slike signaler i henhold til programmerte instruksjoner tilveiebrakt fra et program til kontrollenheten 140 på overflaten. Kontrollenheten 140 på overflaten viser ønskede boreparametere og annen informasjon på en skjerm 141 som benyttes av en operatør til å kontrollere boreoperasjonene. Kontrollenheten 140 på overflaten kan være en datamaskinbasert enhet som kan omfatte en prosessor 142 (for eksempel en mikroprosessor), en lagringsanordning 144, for eksempel et flashminne, et bånd eller en harddisk, og ett eller flere datamaskinprogrammer 146 i lagringsanordningen 144 som er tilgjengelige for prosessoren 142, slik at den kan utføre instruksjoner som befinner seg i slike programmer, til å utføre framgangsmåtene som beskrives her. Kontrollenheten 140 på overflaten kan videre kommunisere med en fjernkontrollenhet 148. Kontrollenheten 140 på overflaten kan prosessere data som gjelder boreoperasjonene, data fra følerne og anordningene på overflaten, data som mottas fra borehullet, og kan styre én eller flere operasjoner på borehull- og overflateanordningene. I tillegg kan framgangsmåtene som beskrives her, utføres hos en borehullprosessor 162.

[0012] Boresammenstillingen 190 inneholder også formasjonsevalueringsfølere eller - anordninger (også kalt MWD-følere (måling under boring) eller LWD-følere (logging under boring)) som bestemmer spesifikk motstand, tetthet, porøsitet, gjennomtrengningsevne, akustiske egenskaper, nukleær-magnetiske resonansegenskaper, korrosive egenskaper hos fluidene eller formasjonen i borehullet, salt eller saltinnhold, og andre utvalgte egenskaper hos formasjonen 195 som omgir boresammenstillingen 190. Slike følere er generelt kjent teknikk og benevnes her for bekvemmelighets skyld generelt med tallet 165. Formasjonsevalueringsfølere kan måle naturlige gammastrålenivåer (GR), nøytronporøsitetsmålinger (NP) og romvektsmålinger (BD) i ulike utførelsesformer av oppfinnelsen. Boresammenstillingen 190 kan videre omfatte en rekke andre følere og kommunikasjonsanordninger 159 for å kontrollere og/eller bestemme én eller flere funksjoner og egenskaper hos boresammenstillingen (for eksempel hastighet, vibrasjon, bøyemoment, akselerasjon, oscillasjoner, virvelbevegelse, stick-slip osv.) samt boreoperasjonsparametere, for eksempel vekt på borkronen, fluidstrømningshastighet, trykk, temperatur, gjennomtrengningshastighet, asimut, boreretning, borkronerotasjon osv. I ulike utførelsesformer oppnår eksemplariske følere 159 vibrasjonsmålinger for å bestemme en formasjonsparameter ved en borkrone, eller for å bestemme en formasjonstype ved borkronen ved hjelp av framgangsmåtene som beskrives her. Selv om vibrasjonsføleren er vist som føler 159 ved boresammenstillingen 190, kan eksemplariske følere for å oppnå vibrasjonsmålinger tilknyttet borkronen befinne seg ved en hvilken som helst egnet posisjon langs borestrengen 120.

[0013] Fortsatt med henvisning til fig. 1 omfatter borestrengen 120 videre energiomvandlingsanordningene 160 og 178. I et aspekt befinner

energiomvandlingsanordningen 160 seg i BHA-en 190 for å tilveiebringe en elektrisk kraft eller energi, for eksempel strøm, til følerne 165 og/eller kommunikasjonsanordningene 159. Energiomvandlingsanordning 178 befinner seg i borestrengens 120 rør, der anordningen tilveiebringer strøm til distribuerte følere som befinner seg på rørkonstruksjonen. Som avbildet omvandler eller henter energiomvandlingsanordningene 160 og 178 energi fra trykkbølger i boreslam som mottas av og strømmer gjennom borestrengen 120 og BHA-en 190. Dermed benytter energiomvandlingsanordningene 160 og 178 et aktivt materiale for å direkte omvandle de mottatte trykkbølgene til elektrisk energi. Som avbildet genereres trykkpulsene ved overflaten av en modulator, for eksempel en telemetrisk kommunikasjonsmodulator, og/eller som en følge av boreaktivitet og vedlikehold. Følgelig tilveiebringer energiomvandlingsanordningene 160 og 178 en direkte og kontinuerlig kilde elektrisk energi til en mengde lokaliteter i borehullet uten energilagring (batteri) eller en elektrisk forbindelse til overflaten.

[0014] I ulike aspekter ved boring er det nyttig å oppnå målinger tilknyttet formasjonen ved borkronen. Formasjonsevalueringsfølere, som typisk oppnår slike målinger, er typisk oppe i borehullet og borte fra borkronen. I ett aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en framgangsmåte og anordning for å bestemme en bergartsformasjonstype ut ifra en vibrasjonsmåling eller egnet operasjonsparameter oppnådd ved en borkrone, samt formasjonsmålinger oppnådd ved formasjonsevalueringsfølere. I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en framgangsmåte og anordning for å bestemme en logg over en formasjonsparameter ved borkronen ved hjelp av den målte vibrasjonen eller den egnede operasjonsparameteren ved borkronen ved boring av borehullet, samt formasjonsmålinger oppnådd ved formasjonsevalueringsfølere.

[0015] Fig. 2 viser en eksemplarisk graf 200 over vibrasjonsmålinger mot formasjonsparametermålinger. Hvert datapunkt i graf 200 bestemmes ut ifra en formasjonsmåling og en vibrasjonsmåling oppnådd ved en nærliggende lokalitet i et borehull. I ulike eksemplariske utførelsesformer kan vibrasjonsmålingen være aksial, tangential eller lateral vibrasjonsmåling. Korrelasjonskurve 201 trekkes gjennom datapunktene ved hjelp av en egnet kurvetilpasningsmetode. I ulike utførelsesformer kan formasjonsmålingene være målinger av gammastråling (GR), nøytronporøsitet (NP) og romvekt (BD), blant annet. De eksemplariske formasjonsparameterne er typisk egnet for å bestemme formasjonstype. For eksempel indikerer en gammastrålemåling generelt om en bergartsformasjon er en leirskifer eller en ikke-leirskifer. Leirskifere produserer typisk høye nivåer av gammastråling, mens ikke-leirskifere (dvs. sandsteiner) typisk produserer lave nivåer av gammastråling. Derfor er datapunkter fra leirskiferformasjoner (høy gammastråling) generelt på høyre side av graf 200, og datapunkter fra ikke-leirskifer-sandstein (lav gammastråling) generelt er på venstre side. Det observers også at leirskifere og ikke-leirskifere har ulik virkning på vibrasjonsnivået hos borkronen under boring. Leirskifere produserer typisk lavere vibrasjonsnivåer når de bores, mens ikke-leirskifer-sandsteiner typisk produserer høye vibrasjonsnivåer når de bores. Således avtar korrelasjonskurven 201 generelt fra venstre til høyre. I ett aspekt av den foreliggende oppfinnelsen kan korrelasjonskurven 201 brukes til å bestemme en logg over formasjonsparametere ved borkronelokaliteten, som diskutert nedenfor.

[0016] Fig. 3A viser en logg over vibrasjonsmålinger oppnådd ved en borkrone en mengde dybder inne i et borehull, samt en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer. Fig. 3B-3D viser ulike logger over formasjonsparametere oppnådd i et borehull. Fig. 3E-3G viser ulike grafer over vibrasjonsmålinger mot de respektive formasjonsparameterne fra fig. 3B-3D i likhet med graf 200 i fig. 2.

[0017] Fig. 3A viser en logg 301 over borkronevibrasjon mot dybde og en tilknyttet vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer 303. Logg 301 kan omfatte egnede operasjonelle målinger oppnådd ved borkroneføler 158, som kan være en aksial vibrasjon, lateral vibrasjon, torsjonal vibrasjon, stick-slip, vekt på borkronen, vridning på borkronen osv., eller en hvilken som helst størrelse avledet av disse målingene. Linje 303 er her henvist til som en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer (VSB). VSB-en 303 indikerer en trend i vibrasjonsmålingene ved borkronen med dybde for leirskiferformasjoner. Som vist i fig. 3A, øker borkronevibrasjon typisk med dybde i leirskiferformasjoner. I ett aspekt kan en logaritme av vibrasjonen variere lineært med dybde.

[0018] VSB 303 kan bestemmes ved hjelp av en lineær regresjon av vibrasjonsmålingene 301 i leirskiferformasjoner. Andre egnede framgangsmåter for å tilpasse vibrasjonsmålinger i leirskiferformasjon kan også brukes. VSB-en kan bestemmes ved hjelp av noen eller alle tilgjengelige vibrasjonsmålinger mellom en overflatelokalitet og formasjonsevalueringsfølerens lokalitet. Alternativt kan VSB-en bestemmes ved hjelp av vibrasjonsmålinger som velges fra et sett av sist oppnådde vibrasjonsmålinger. Andre framgangsmåter for å bestemme VSB kan være nyttige dersom grunnlinjen for leirskifer endres. I én utførelsesform velges vibrasjonsmålinger oppnådd fra leirskiferformasjoner i de eksemplariske intervallene nevnt ovenfor, for å bestemme VSB-en, og vibrasjonsmålinger fra ikke-leirskifer benyttes ikke for å bestemme VSB-en. I en eksemplarisk utførelsesform kan egnede formasjonsparametermålinger som for eksempel gammastrålemålinger brukes til å bestemme hvorvidt vibrasjonsmålingen er tilknyttet en leirskifer eller en ikke-leirskifer, og dermed hvorvidt vibrasjonsmålingen skal velges for å brukes til å bestemme VSB-en.

[0019] VSB-en oppnås ved hjelp av utvalgte vibrasjonsmålinger ovenfor en dybde av formasjonsføleren, ettersom en spesifikk vibrasjonsmåling velges ut så snart formasjonsføleren når den spesifikke dybden og oppnår en tilknyttet formasjonsparametermåling som kan knyttes til vibrasjonsmålingen ved den spesifikke dybden. Typisk oppnås vibrasjonsmålinger ved borkronen og lagres i en minnelokalitet, for eksempel minnelokalitet 144 eller borehullminnelokalitet 161 i fig. 1, til formasjonsføleren kommer fram til eller nær vibrasjonsmålinglokaliteten. Vibrasjonsmålinger og deres tilknyttede formasjonsparametermålinger regnes for å komme fra samme formasjonslag. Derfor kan disse målingene korreleres til formasjonstype. Formasjonsparametermålinger som oppnås nær lokaliteten der de lagrede vibrasjonsmålingene oppnås, brukes til å velge vibrasjonsmålingen for VSB-en og for å tilveiebringe et datapunkt til den eksemplariske grafen 200. Eksemplariske gammastrålemålinger kan ses i logg 310 i fig. 3B.

[0020] Går vi tilbake til fig. 3A, forutsier den oppnådde VSB-en en vibrasjonsverdi for en leirskiferformasjon ved en ny borkronelokalitet. Oppnådde vibrasjonsmålinger ved den nye borkronelokaliteten kan sammenliknes med den forutsagte verdien for å bestemme formasjonstype ved borkronen ved hjelp av et valgt kriterium. I en eksemplarisk utførelsesform er kriteriet et standardavvik av VSB-en, for eksempel pluss ett standardavvik

(305), selv om et hvilket som helst egnet kriterium kan brukes. For eksempel, dersom en differanse mellom verdien av den målte vibrasjonen ved den nye borkronelokaliteten og verdien forutsagt av VSB-en er mindre enn kriteriet, bestemmes formasjonen til å være leirskifer. Dersom differansen er større enn kriteriet, bestemmes formasjonen til å være en ikke-leirskiferformasjon.

[0021] I et annet aspekt av den foreliggende oppfinnelsen kan en logg over en formasjonsparameter bestemmes ved borkronen ved hjelp av vibrasjonsmålinger oppnådd ved borkronelokaliteten og den eksemplariske korrelasjonskurven 201 i fig. 2. Dersom sammenlikning mellom vibrasjonsmålingen og VSB-en bestemmer at formasjonen er leirskifer, som diskutert ovenfor, kan en representativ verdi for formasjonsparameteren ved borkronen velges fra graf 200. Leirskifere har en tendens til å ha høye gammastrålingsnivåer. Når gammastrålingsnivået hos leirskiferen derfor er høyere enn den høyeste verdien på korrelasjonskurven 201, er denne representative verdien 205 en enkeltverdi valgt fra høyre side av korrelasjonskurven 201. Dersom sammenlikning mellom vibrasjonsmålingen og VSB-en bestemmer at formasjonen er ikke-leirskifer, kan en verdi for formasjonsparameteren velges ved hjelp av en verdi valgt langs den eksemplariske korrelasjonskurven 201.

[0022] Fig. 3B viser en eksemplarisk logg 310 oppnådd fra de eksemplariske formasjonsfølerne og en eksemplarisk logg 312, her kalt en syntetisk logg, oppnådd ved hjelp av vibrasjonsmålinger oppnådd ved borkronen og framgangsmåtene som beskrives her, der formasjonsparameteren er gammastråling. Fig. 3E viser en eksemplarisk graf (liknende den i fig. 2) over normaliserte vibrasjonsmålinger og gammastrålingsnivåer som svarer til den eksemplariske loggen 310. Normalisert vibrasjon oppnås ved å normalisere det målte vibrasjonsnivået mot vibrasjonsnivået i leirskifer som utregnet fra VSB-en. Den eksemplariske loggen 312 bestemmes ved hjelp av verdier valgt fra den eksemplariske grafen i fig. 3E. Ettersom bare en enkeltverdi velges ut til den syntetiske loggen fra fig. 3B dersom formasjonen er en leirskifer, kan høyre side av syntetisk logg 312 ha en skarp kant. Ettersom korrelasjonskurven generelt endres etter hvert som ytterligere datapunkter legges til korrelasjonsgrafen, kan høyre side av syntetisk logg 312 dessuten endre seg med dybde. Dette gjelder i like stor grad de syntetiske loggene i fig. 3C og 3D.

[0023] Den syntetiske loggen 312 stemmer generelt overens med gammastråleloggen 310 ved ekvivalente dybder. Eventuelle forskjeller mellom syntetisk logg og formasjonslogg ved en spesifikk dybde kan brukes til å bestemme ytterligere informasjon om formasjonen. For eksempel kan forskjellene være knyttet til boreforstyrrelser, nærværet av andre formasjonstyper enn leirskifer og sandstein osv. Forskjellene mellom den syntetiske loggen og formasjonsloggen kan også brukes til å forbedre framgangsmåten for å oppnå den syntetiske loggen 312.

[0024] Fig. 3C og 3D viser formasjonsparameterlogger og syntetiske logger oppnådd henholdsvis ut ifra nøytronporøsitetsmålinger og romvektsmålinger ved hjelp av framgangsmåtene som beskrives her. Fig. 3F og 3G viser ulike grafer over vibrasjonsmålinger mot de tilknyttede formasjonsparameterne i henholdsvis fig. 3C og 3D.

[0025] Fig. 4A-4B viser ulike logger bestemt ved hjelp av framgangsmåtene som beskrives her. Fig. 4A viser en logg som indikerer leirskifer og ikke-leirskiferformasjonslag bestemt ved å sammenlikne vibrasjonsmålinger oppnådd ved en borkrone, med forutsagte verdier fra VSB-en. Fig. 4B viser en logg som indikerer formasjonslag oppnådd fra gammastrålemålinger oppnådd ved hjelp av eksemplariske formasjonsevalueringsfølere.

[0026] Fig. 5A viser et eksemplarisk flytskjema 500 over den foreliggende oppfinnelsen for å utføre de ulike framgangsmåtene som beskrives her. Flytskjemaet 500 viser en lære- og forutsigelsesmodul for å bestemme bergartsformasjonsegenskapen ved borkronen, og for å bestemme en syntetisk logg over en formasjonsparameter ved borkronen. Læremodulen bestemmer korrelasjonen diskutert her, og forutsigelsesmodulen forutsier formasjonstype og formasjonsparametere ved borkronen. En måling oppnås i boks 502. Målingen kan oppnås ved et satt dybdeintervall eller ved et satt tidsintervall. Målingene oppnådd i boks 502 kan være vibrasjonsmålinger oppnådd ved borkronen og/eller

formasjonsparametermålinger oppnådd ved eksemplariske formasjonsevalueringsfølere lenger opp i borehullet fra borkronen. Både vibrasjonsmålinger og

formasjonsevalueringsmålinger kan oppnås samtidig. Dersom den oppnådde målingen er en formasjonsparameter, starer en læremodul 504. Dersom den oppnådde målingen er en egnet operasjonell parameter, for eksempel en vibrasjonsmåling, starer en forutsigelsesmodul 506. Læremodulen utfører ulike prosesser avhengig av den spesifikke formasjonsparameteren som ble oppnådd. For eksempel omfatter læremodulen en modul for gammastrålemålinger 508 og en modul for nøytronporøsitets- og/eller romvektsmålinger 510. Detaljene i læremodulen diskuteres i forhold til fig. 5B og 5C. Forutsigelsesmodulen starer når den mottatte målingen er en vibrasjonsmåling, og brukes til å produsere en syntetisk logg over en valgt formasjonsparameter på grunnlag av den oppnådde borkronevibrasjonsmålingen og de relevante korrelasjonene i fig. 3E-3G, for eksempel. Detaljene i forutsigelsesmodulen diskuteres i forhold til fig. 5D. Når enten læremodulen eller forutsigelsesmodulen avsluttes, kan en annen måling oppnås i boks 502, og lære-/forutsigelsesmodulen kan starte med den nye målingen. På den måten oppdateres de eksemplariske grafene i fig. 3E-3G kontinuerlig, og en verdi for en relasjonssyntetisk formasjonslogg ved borkronen oppnås ved hver ny dybde.

[0027] Fig. 5B viser et detaljert flytskjema over læremodulen for oppnådde formasjonsparametermålinger som er gammastrålemålinger (508 i fig. 5A). I boks 520 mottas en gammastrålemåling fra en formasjonsevalueringsføler ved en spesifikk dybde. I boks 522 brukes gammastrålemålingen til å bestemme formasjonstypen ved formasjonsevalueringsfølerens dybde, dvs. hvorvidt formasjonen ved føleren er en leirskifer eller en ikke-leirskifer. Dersom gammastrålemålingen indikerer at formasjonen er en leirskifer, velges en vibrasjonsmåling oppnådd ved den spesifikke dybden ut til bruk for å bestemme vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer 303 (boks 524). Vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer kan deretter oppdateres i boks 526. Vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer bestemmes ved hjelp av for eksempel lineær regresjon av valgte vibrasjonsmålinger ved ulike dybder. Enten formasjonstypen bestemmes til å være en leirskifer eller ikke, legges det et datapunkt til den eksemplariske grafen i fig. 3E (boks 528), der datapunktene knytter den oppnådde gammastrålemålingen og en vibrasjonsmåling oppnådd ved en nærliggende dybde, til gammastrålemålingen. Korrelasjonskurven i fig. 3E kan deretter regnes om slik at den inkorporerer det nye datapunktet.

[0028] Fig. 5C viser et detaljert flytskjema over læremodulen for når den oppnådde formasjonsparametermålingen er nøytronporøsitets- og/eller romvektsmålinger (510 i fig. 5A). I boks 530 oppnås nøytronporøsitetsmålinger og/eller romvektsmålinger fra formasjonsevalueringsfølerne. Først gjøres en bestemmelse av nivået av nærvær av gass (boks 534). Dersom det er gass til stede, kan datapunktet forkastes (boks 536). Er det imidlertid ikke gass til stede, legges et datapunkt til grafene fig. 3F, 3G (boks 532).

[0029] Fig. 5D viser et detaljert flytskjema for forutsigelsesmodulen 506 i fig. 5A for å skape en syntetisk logg over en formasjonsparameter ved borkronen. En ny vibrasjonsmåling oppnås i boks 540 ved en ny borkronelokalitet. Den oppnådde nye vibrasjonsmålingen sammenliknes med en forutsigelse av vibrasjonsmåling oppnådd ved hjelp av vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer for å bestemme formasjonstype ved borkronen i boks 542. Formasjonstypen ved borkronen kan bestemmes ut ifra forskjellen mellom den nye vibrasjonsmålingen og den forutsagte verdien for vibrasjonsmålingen ved borkronelokaliteten oppnådd ved hjelp av framgangsmåtene diskutert ovenfor. Den bestemte formasjonstypen ved borkronelokaliteten tilveiebringes til brukeren i sanntid (boks 544), slik at avgjørelser kan tas under boring på grunnlag av formasjonstype. I boks 546 velges et datapunkt for den syntetiske loggen ved borkronedybden på grunnlag av den relevante grafen (dvs. fig. 3E-3G) som diskutert ovenfor.

[0030] Fig. 6 viser en eksemplarisk graf 600 over vibrasjonsmålinger mot gammastrålemålinger som viser datapunkter oppnådd ved ulike omdreininger per minutt (o/min) hos borkronen. Vibrasjonsmålinger ved borkronen er knyttet til o/min hos borkronen samt til boredybde. Derfor kan den eksemplariske grafen 600 brukes til å fjerne eller redusere effekten av ulik o/min hos borkronen på de eksemplariske grafene i fig. 2 og 3E-3G, slik at det blir mulig å oppnå en mer pålitelig VSB og syntetisk logg. Grafer som likner graf 600 tilknyttet nøytronporøsitets- og romvektsmålinger kan også oppnås.

[0031] Fig. 7 viser et flytskjema 700 for å bestemme en formasjonstype ved en borkrone ved hjelp av de eksemplariske framgangsmåtene i den foreliggende oppfinnelsen. I boks 702 oppnås vibrasjonsmålinger og formasjonsparametermålinger ved en mengde dybder. I boks 704 velges vibrasjonsmålinger ved hjelp av tilknyttede formasjonsmålinger oppnådd ved en nærliggende dybde av vibrasjonsmålingene. I boks 706 bestemmes en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer ved hjelp av de valgte vibrasjonsmålingene. I boks 708 forutsies en vibrasjonsverdi ved borkronen ved hjelp av den bestemte vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer. I boks 710 oppnås en ny vibrasjonsmåling ved en ny borkronelokalitet. I boks 712 sammenliknes den oppnådde nye vibrasjonsmålingen med vibrasjonsmålingen som er forutsagt ved hjelp av vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer for å bestemme formasjonstype.

[0032] Fig. 8 viser et flytskjema 800 for å oppnå en syntetisk logg ved en borkronelokalitet. I boks 802 oppnås vibrasjonsmålinger og formasjonsparametermålinger ved en mengde dybder. I boks 804 oppnås en gråfeller relasjon for vibrasjonsmålinger mot formasjonsparametermålinger ut ifra målingene oppnådd i boks 802. I boks 806 oppnås en ny vibrasjonsmåling ved en ny borkronelokalitet for å bestemme en formasjonstype. I boks 808 oppnås en verdi for en formasjonsparameter ved borkronen ved hjelp av den oppnådde grafen i boks 804 og den oppnådde nye vibrasjonsmålingen ved borkronen.

[0033] Prosesseringen av dataene kan gjøres av en borehullprosessor. Alternativt kan målinger lagres på en egnet minneanordning og prosesseres når minneanordningen avleses for detaljert analyse. Implisitt i kontrollen og prosesseringen av dataene ligger bruken av et datamaskinprogram på et egnet maskinlesbart medium som gjør det mulig for prosessoren å utføre framgangsmåtene som beskrives her. Det maskinlesbare mediet kan omfatte ROM, EPROM, EAROM, flashminne og optiske disker. Alle disse mediene har evnen til å lagre dataene som er innhentet av loggingsverktøyet, og til å lagre instruksjonene for å prosessere dataene. Det vil være åpenbart for fagpersonen at på grunn av mengden data som innhentes og prosesseres, er det nyttig å gjøre prosesseringen og analysen ved hjelp av en elektronisk prosessor eller datamaskin.

[0034] Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer der for i ett aspekt en framgangsmåte for å forutsi en formasjonsparameter ved en borkrone, som omfatter: å oppnå en vibrasjonsmåling ved hver av en mengde dybder i borehullet; å måle en formasjonsparameter ved nær hver av mengden dybder i borehullet; å bestemme en relasjon mellom de oppnådde vibrasjonsmålingene og de målte formasjonsparameterne ved mengden dybder; å oppnå en vibrasjonsmåling ved en ny borkronelokalitet; og å forutsi formasjonsparameteren ved den nye borkronelokaliteten ut ifra den nye vibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen. Det å forutsi formasjonsparameteren ved borkronen omfatter å velge en formasjonsparameterverdi fra relasjonen på grunnlag av vibrasjonsmålingen oppnådd ved borkronelokaliteten. I en eksemplarisk utførelsesform omfatter det å forutsi formasjonsparameteren ved borkronen å velge en enkeltverdi for formasjonsparameteren for en bestemt leirskiferformasjon og å velge en verdi for formasjonsparameteren ut ifra den bestemte relasjonen for en bestemt ikke-leirskiferformasjon. Formasjonstypen kan bestemmes ut ifra en sammenlikning mellom en vibrasjonsmåling oppnådd ved den nye borkronelokalitet og en forutsagt verdi oppnådd ved hjelp av en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer. Vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer bestemmes ved hjelp av utvalgte vibrasjonsmålinger, der formasjonsparametermålinger brukes til å velge vibrasjonsmålingene for å bestemme vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer. I en annen utførelsesform justeres den bestemte relasjonen for en omdreiningshastighet hos borkronen. Den bestemte relasjonen kan oppdateres under boring. Formasjonsparameteren kan være én av: (i) en gammastrålemåling; (ii) en nøytronporøsitetsmåling; (iii) en romvektsmåling; og (iv) en formasjonsparametermåling som haren korrelasjon til en vibrasjonsmåling. I ulike utførelsesformer kan vibrasjonsmålingene være en aksialvibrasjon, en lateralvibrasjon eller en torsjonsvibrasjon.

[0035] I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en framgangsmåte for å bestemme en formasjonstype ved en borkrone som borer en formasjon, der framgangsmåten omfatter: å oppnå borkronevibrasjonsmålinger og formasjonsparametermålinger ved en mengde dybder i et borehull; å velge et undersett av vibrasjonsmålingene på grunnlag av formasjonsparametermålinger; å bestemme en trend i de valgte vibrasjonsmålingene med dybde for å danne en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer; å oppnå en vibrasjonsmåling ved en borkronelokalitet; og å forutsi formasjonstypen ved borkronelokaliteten ved å sammenlikne vibrasjonsmålingen med den bestemte vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer. Undersettet av vibrasjonsmålinger kan velges fra vibrasjonsmålinger fra en leirskiferformasjon. Formasjonstypen ved borkronen kan bestemmes ut ifra en sammenlikning mellom en vibrasjonsmåling oppnådd ved en borkronelokalitet og en forutsagt verdi oppnådd ved hjelp av en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer. Vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer bestemmes ut ifra vibrasjonsmålinger valgt ved hjelp av en tilknyttet formasjonsparametermåling. Den bestemte trenden kan justeres slik at den tar hensyn til en omdreiningshastighet hos borkronen. I én utførelsesform kan trenden bestemmes under boring. I ulike utførelsesformer er formasjonsparameteren er en gammastrålemåling, en nøytronporøsitetsmåling, en romvektsmåling og en formasjonsparameter som har en korrelasjon til en vibrasjonsmåling. Vibrasjonen er typisk én av en aksialvibrasjon, en lateralvibrasjon og en torsjonsvibrasjon.

[0036] I enda et aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen et datamaskinlesbart medium som har en instruksjon lagret i seg, som når den tilgås av en prosessor gjør prosessoren i stand til å utføre en framgangsmåte, der framgangsmåten omfatter: å motta vibrasjonsmålinger oppnådd ved en mengde dybder i borehullet; å motta formasjonsparametermålinger oppnådd ved mengden dybder i borehullet; å bestemme en relasjon mellom vibrasjonsmålingene og formasjonsparameterne ved mengden dybder; å motta en vibrasjonsmåling oppnådd ved en borkronelokalitet; og å forutsi formasjonsparameteren ved borkronelokaliteten ved hjelp av vibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen.

Claims (18)

1. Framgangsmåte for å forutsi en formasjonsparameter hos en borkrone som borer en formasjon, som omfatter: å oppnå en vibrasjonsmåling ved en mengde dybder i borehullet; å måle en formasjonsparameter ved mengden dybder i borehullet; å bestemme en relasjon mellom de oppnådde vibrasjonsmålingene og de målte formasjonsparameterne ved mengden dybder; å oppnå en vibrasjonsmåling ved en borkronelokalitet; og å forutsi formasjonsparameteren ved borkronelokaliteten ved hjelp av vibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen.

2. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der det å forutsi formasjonsparameteren ved borkronelokaliteten ytterligere omfatter å velge en formasjonsparameterverdi fra den bestemte relasjonen på grunnlag av vibrasjonsmålingen oppnådd ved borkronelokaliteten.

3. Framgangsmåte i henhold til krav 2, der det å forutsi formasjonsparameteren ved borkronelokaliteten ytterligere omfatter å utføre minst én av: (i) å velge en enkeltverdi for formasjonsparameteren for en bestemt leirskiferformasjon; og (ii) å velge en verdi for formasjonsparameteren ut ifra den bestemte relasjonen for en bestemt ikke-leirskiferformasjon.

4. Framgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter å bestemme en formasjonstype ved borkronen ut ifra en sammenlikning mellom en vibrasjonsmåling oppnådd ved en borkronelokalitet og en forutsagt verdi oppnådd ved hjelp av en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer.

5. Framgangsmåte i henhold til krav 4, der vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer bestemmes ved hjelp av vibrasjonsmålinger valgt ved hjelp av en tilknyttet formasjonsparametermåling.

6. Framgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter å justere den bestemte relasjonen for en omdreiningshastighet hos borkronen.

7. Framgangsmåte i henhold til krav 1, som ytterligere omfatter å oppdatere den bestemte relasjonen under boring.

8. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der formasjonsparameteren er én av: (i) en gammastrålemåling; (ii) en nøytronporøsitetsmåling; (iii) en romvektsmåling; og (iv) en formasjonsparameter som har en korrelasjon til en vibrasjonsmåling.

9. Framgangsmåte i henhold til krav 1, der vibrasjonen er én av: (i) en aksialvibrasjon; (ii) en lateralvibrasjon; og (iii) en torsjonsvibrasjon.

10. Framgangsmåte for å bestemme en formasjonstype ved en borkrone som borer en formasjon, som omfatter: å oppnå borkronevibrasjonsmålinger og formasjonsparametermålinger ved en mengde dybder i et borehull; å velge et undersett av vibrasjonsmålingene på grunnlag av formasjonsparametermålinger; å bestemme en trend i de valgte vibrasjonsmålingene med dybde for å danne en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer; å oppnå en vibrasjonsmåling ved en borkronelokalitet; og å forutsi formasjonstypen ved borkronelokaliteten ved å sammenlikne vibrasjonsmålingen og den bestemte vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer.

11. Framgangsmåte i henhold til krav 10, der det å velge et undersett av vibrasjonsmålinger ytterligere omfatter å velge undersettet fra vibrasjonsmålinger fra en leirskiferformasjon.

12. Framgangsmåte i henhold til krav 10, som ytterligere omfatter å bestemme formasjonstypen ved borkronen ut ifra en sammenlikning mellom en vibrasjonsmåling oppnådd ved en borkronelokalitet og en forutsagt verdi oppnådd ved hjelp av en vibrasjonsgrunnlinje for leirskifer.

13. Framgangsmåte i henhold til krav 12, der vibrasjonsgrunnlinjen for leirskifer bestemmes ut ifra vibrasjonsmålinger valgt ved hjelp av en tilknyttet formasjonsparametermåling.

14. Framgangsmåte i henhold til krav 10, som ytterligere omfatter å justere den bestemte trenden for en omdreiningshastighet hos borkronen.

15. Framgangsmåte i henhold til krav 10, som ytterligere omfatter å bestemme trenden under boring.

16. Framgangsmåte i henhold til krav 10, der formasjonsparameteren er én av: (i) en gammastrålemåling; (ii) en nøytronporøsitetsmåling; (iii) en romvektsmåling; og (iv) en formasjonsparameter som har en korrelasjon til en vibrasjonsmåling.

17. Framgangsmåte i henhold til krav 10, der vibrasjonen velges fra: (i) en aksialvibrasjon; (ii) en lateralvibrasjon; og (iii) en torsjonsvibrasjon.

18. Datamaskinlesbart medium som har en instruksjon lagret i seg, som når den tilgås av en prosessor gjør prosessoren i stand til å utføre en framgangsmåte, der framgangsmåten omfatter: å motta vibrasjonsmålinger oppnådd ved en mengde dybder i borehullet; å motta formasjonsparametermålinger oppnådd ved mengden dybder i borehullet; å bestemme en relasjon mellom vibrasjonsmålingene og formasjonsparameterne ved mengden dybder; å motta en vibrasjonsmåling oppnådd ved en borkronelokalitet; og å forutsi formasjonsparameteren ved borkronelokaliteten ved hjelp av vibrasjonsmålingen og den bestemte relasjonen.