применение многокомпонентных измерений в оконтуривающих геологических исследованиях глубоководных отложений

Формула изобретения

1. Способ оценки толщи пород, при осуществлении которого:

а) с помощью многокомпонентного прибора каротажа сопротивлений производят измерения на множестве глубин в стволе скважины, пробуренной в толще пород,

б) определяют по результатам измерений первую совокупную мощность песчаника в первом интервале толщи пород,

в) определяют по результатам измерений вторую совокупную мощность песчаника во втором интервале толщи пород, охватывающем первый интервал,

г) используют эти полученные величины первой и второй совокупных мощностей песчаника для определения максимальной мощности песчаника на участке второго интервала, не входящем в первый интервал, и

д) регистрируют максимальную мощность песчаника на соответствующем носителе.

2. Способ по п.1, в котором при определении первой совокупной мощности песчаника и второй совокупной мощности песчаника дополнительно используют горизонтальное удельное сопротивление и вертикальное удельное сопротивление, выведенные из результатов измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором.

3. Способ по п.1, в котором дополнительно используют результаты измерений, осуществленных многокомпонентным прибором каротажа сопротивлений, для расчета по меньшей мере угла падения пласта или азимутального угла пласта.

4. Способ по п.1, в котором дополнительно используют результаты измерений, осуществленных многокомпонентным прибором каротажа сопротивлений, для расчета по меньшей мере угла падения несогласного напластования в толще пород или азимутального угла несогласного напластования в толще пород.

5. Способ по п.1, в котором доставляют каротажный прибор в ствол скважины с использованием транспортного средства, выбранного из группы, включающей кабель, скользящую муфту и бурильные трубы.

6. Способ по п.1, в котором определенная максимальная мощность песчаника превышает длину упомянутого участка, а при осуществлении способа дополнительно повторяют стадию (в) в отношении другого интервала, охватывающего первый интервал.

7. Устройство для оценки толщи пород, содержащее

многокомпонентный прибор каротажа сопротивлений, способный осуществлять измерения на множестве глубин в стволе скважины, пробуренной в толще пород, и

процессор, сконфигурированный с возможностью:

а) определения по результатам измерений первой совокупной мощности песчаника в первом интервале толщи пород,

б) определения по результатам измерений второй совокупной мощности песчаника во втором интервале толщи пород, который охватывает первый интервал,

в) использования полученных первой и второй совокупных мощностей песчаника для определения максимальной мощности песчаника на участке второго интервала, не входящем в первый интервал, и

г) регистрации максимальной мощности песчаника на соответствующем носителе.

8. Устройство по п.7, в котором процессор сконфигурирован с возможностью определения первой совокупной мощности песчаника и второй совокупной мощности песчаника путем дополнительного использования горизонтального удельного сопротивления и вертикального удельного сопротивления, выведенных из результатов измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором.

9. Устройство по п.7, в котором процессор сконфигурирован с возможностью использования результатов измерений, осуществленных многокомпонентным прибором каротажа сопротивлений, для расчета по меньшей мере угла падения пласта или азимутального угла пласта.

10. Устройство по п.7, в котором процессор сконфигурирован с возможностью использования результатов измерений, осуществленных многокомпонентным прибором каротажа сопротивлений, для расчета по меньшей мере угла падения несогласного напластования в толще пород или азимутального угла несогласного напластования в толще пород.

11. Устройство по п.7, дополнительно содержащее средство доставки многокомпонентного каротажного прибора в скважину, выбранное из группы, включающей кабель, скользящую муфту и бурильные трубы.

12. Устройство по п.7, в котором определенная максимальная мощность песчаника превышает длину упомянутого участка, а процессор сконфигурирован с возможностью повторного осуществления стадии (б) в отношении другого интервала, охватывающего первый интервал.

13. Машиночитаемый носитель данных для использования в устройстве для оценки толщи пород, содержащем многокомпонентный прибор каротажа сопротивлений, способный осуществлять измерения на множестве глубин в стволе скважины, пробуренной в толще пород, причем носитель содержит команды, позволяющие процессору:

определять по результатам измерений первую совокупную мощность песчаника в первом интервале толщи пород,

определять по результатам измерений вторую совокупную мощность песчаника во втором интервале толщи пород, охватывающем первый интервал,

использовать полученные первую и вторую совокупные мощности песчаника для определения максимальной мощности песчаника на участке второго интервала, не входящем в первый интервал, и регистрировать максимальную мощность песчаника на соответствующем носителе.

14. Носитель по п.13, дополнительно представляющий собой по меньшей мере один из носителей из группы, включающей постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ), электрически-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ), флэш-память и оптический диск.

Описание изобретения к патенту

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится в целом к применению измерений методом сопротивлений с целью оценки толщ пород, которые включают глубоководные отложения.

Уровень техники

Приборы каротажа методом электромагнитной индукции и распространения волн широко применяются для определения электрических свойств, окружающих ствол пласта. С помощью этих каротажных приборов определяют кажущееся удельное сопротивление (или удельную проводимость) пласта, которое, если оно соответствующим образом интерпретировано, является показателем петрофизических свойств пласта и находящихся в нем флюидов.

Одной из представляющих особый интерес задач является оценка глубоководных отложений, лежащих под поверхностью. На фиг.3 показана последовательность пластов глубоководного коллектора (канала) в поперечном разрезе. Для нее характерны перемежающиеся пески и сланцы, относительная толщина которых зависит от относительного положения (горизонтального и вертикального) в разрезе. Для обнаружения коллекторов, использования изменений направлений падения и соотношений эффективной и общей толщин песчаного пласта-коллектора (коэффициентов песчанистости N/G, от английского - net-to-gross) с целью обнаружения коллекторов и оседаний пластов в известных из уровня техники способах используют высокоразрешающие изображения по данным каротажа (такие, как изображения по данным каротажа методом сопротивлений). В частности, в определенном положении, таком как 201, вблизи центра комплекса коллекторов коэффициент N/G является высоким, более низким в каком-либо положении, таком как 202, и еще более низким вблизи границ коллектора в каком-либо положении, таком как 203. Чтобы облегчить определение более крупномасштабных простираний, в известных из уровня техники способах также используют диаграммы гамма-каротажа.

Недостатком изображений по данным каротажа является то, что они в основном ограничены исследованиями стенок скважины и, следовательно, не позволяют "заглянуть" внутрь пласта. Это затрудняет оценку роли тонких аргиллитовых пластов внутри песчаных слоев на удалении от ствола скважины. Кроме того, данные могут иметь низкое качество, что затрудняет оценку углов падения пластов, отображаемых на изображении. На изображения по данным каротажа влияют вымоины и плохое состояние ствола скважины. Оценка пласта значительно улучшилась бы в случае возможности оценки углов падения, которые являются признаком более крупномасштабных простираний (порядка 2 м или более). Также важно иметь возможность измерять коэффициент N/G и оценивать простирания пластов по глубине.

Глубинность исследования толщи пород у прибора 3DEX^{( )} компании Бейкер Атлас обычно составляет несколько метров, что соответствует широкому диапазону изменения углов падения и азимутальных углов. В отличие от этого углы падения и азимутальные углы, измеряемые формирователями изображений, выводят из свойства (т.е. удельного сопротивления) на границах пластов или наслоений толщи пород. Когда пласты или наслоения находятся в пределах разрешающей способности формирователей изображений, они надежно определяют углы падения и азимутальные углы. В отличие от этого прибор 3DEX^{( )} реагирует на ориентацию тензора удельной проводимости толщи пород. Результаты измерений позволяют точно определять углы падения и азимутальные углы в отсутствие границ пластов при условии существования поддающейся измерению анизотропии пласта. Следовательно, во многих случаях определяемые с помощью формирователя изображений углы падения и азимутальные углы могут отличаться от тех, которые определяют с помощью прибора 3DEX^{( )}.

В патентной заявке US 11/740376 (Wang и др.), правопреемником которой является правопреемник настоящей заявки и содержание которой в порядке ссылки включено в настоящее описание, достаточно подробно рассмотрено применение многокомпонентных измерений методом сопротивлений, таких как измерения с помощью прибора 3DEX , для определения углов падения пласта на удалении от ствола скважины и выявления и оконтуривания несогласных напластований с использованием многокомпонентных измерений. Как отмечено в этом документе, различные глубинности исследования (DOI, от английского - depth of investigation) и различная разрешающая способность по вертикали многокомпонентных измерений методом сопротивлений и обычных скважинных формирователей изображений в некоторых случаях приводит к получению различных углов падения и азимутальных углов. Скважинные формирователи изображений обычно имеют DOI менее нескольких сантиметров, тогда как при многокомпонентном каротаже методом сопротивлений осуществляют измерения на несколько метров вглубь толщи пород. В связи с этим в результате обоих измерений получают одинаковые углы падения, если углы падения существенно не меняются на удалении от ствола скважины. Когда углы падения пласта меняются по простиранию, в заявке Wang описано, как влияет "усреднение" результатов измерений на данные об углах падения, получаемых с помощью прибора 3DEX^{( )}.

В патенте US 6470274, выданном на имя Mollison и др., и патенте US 6493632, выданном на имя Mollison и др., правопреемником которых является правопреемник настоящей заявки и содержание которых в порядке ссылки целиком включено в настоящее описание, описано применение многокомпонентного каротажного прибора (прибора 3DEX компании Бейкер Хьюз Инкорпорейтед) для определения параметров анизотропного удельного сопротивления слоистого коллектора. Как известно специалистам в данной области техники, такой слоистый коллектор, который имеет слои с различными удельными сопротивлениями, отличает трансверсальная изотропия, даже если сами слои являются изотропными. Такой многокомпонентный каротажный прибор обладает азимутальной чувствительностью. В обоих патентах Mollison описан способ анализа данных, поступающих от многокомпонентного каротажного прибора, для определения водонасыщенности песчаных и сланцевых фракций коллектора. В используемой в патенте Mollison модели считается, что ось анизотропии перпендикулярна плоскости напластования. Похожие модели используются, например, в патенте US 6643589, выданном на имя Zhang и др. В патенте US 6686736, выданном на имя Schoen и др., правопреемником которого является правопреемник настоящей заявки и содержание которого в порядке ссылки включено в настоящее описание, предложено определение распределения сланцев, песков и воды в коллекторе, включая слоистые сланцевые песчаники, с использованием данных горизонтальной и вертикальной удельной проводимости, выведенных из данных ядерного, ядерно-магнитно-резонансного (ЯМР) и многокомпонентного индукционного каротажа. Данные многокомпонентного каротажа инвертируют и сравнивают расчетный объем слоистых сланцев, полученный в результате инвертирования, с расчетным объемом слоистых сланцев по данным ядерного каротажа. Общий объем воды, определенный в результате инвертирования, сравнивают с общим объемом остаточной воды по данным ЯМР-каротажа. Затем ЯМР-данные используют для определения распределения песчаников в коллекторе, которое используют в ходе второго инвертирования данных многокомпонентного каротажа. В качестве альтернативы, в качестве ограничивающего условия при инвертировании свойств анизотропного песчаного компонента коллектора используют результаты измерений общей проницаемости. Выведенные из данных удельного сопротивления прослоев песка эмпирические соотношения используют для прогнозирования свойств анизотропного коллектора.

Настоящее изобретение относится к применению результатов измерений с помощью прибора 3DEX для описания толщ пород на удалении от ствола скважины и (или) для сравнения результатов этого описания с данными скважинных формирователей изображений.

Краткое изложение сущности изобретения

В одном из вариантов осуществления изобретения предложен способ оценки толщи пород. При осуществлении способа на множестве глубин в стволе скважины, пробуренной в толще пород, производят измерения с помощью многокомпонентного прибора каротажа сопротивлений и по результатам измерений определяют первую совокупную мощность (толщину слоя) песчаника в первом интервале толщи пород, по результатам измерений рассчитывают вторую совокупную мощность песчаника во втором интервале толщи пород, при этом второй интервал охватывает первый интервал. При осуществлении способа используют первую определенную совокупную мощность песчаника и вторую определенную совокупную мощность песчаника с целью определения максимальной мощности песчаника на участке второго интервала, не входящем в первый интервал. Оценка первой совокупной мощности песчаника и второй совокупной мощности песчаника может быть осуществлена с использованием горизонтального удельного сопротивления и вертикального удельного сопротивления, выведенных из результатов измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором. Результаты измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором, могут быть использованы для расчета угла падения пласта и (или) азимутального угла пласта. Результаты измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором, могут быть использованы для расчета угла падения несогласного напластования в толще пород и (или) азимутального угла несогласного напластования в толще пород. Каротажный прибор может быть доставлен в ствол скважины с помощью транспортного устройства, которым может являться кабель, скользящая муфта или бурильная труба. Определенное значение максимальной мощности песчаника может превышать длину неперекрывающегося участка, и при осуществлении способа может дополнительно производиться определение максимальной мощности песчаника для другого интервала, охватывающего первый интервал.

В изобретении также предложено устройство для оценки толщи пород. Устройство содержит многокомпонентный прибор каротажа сопротивлений, способный осуществлять измерения на множестве глубин в стволе скважины, пробуренной в толще пород, и процессор, сконфигурированный на определение по результатам измерений первой совокупной мощности песчаника в первом интервале толщи пород, определение по результатам измерений второй совокупной мощности песчаника во втором интервале толщи пород, при этом второй интервал охватывает первый интервал, на использование первой определенной совокупной мощности песчаника и второй определенной совокупной мощности песчаника для определения максимальной мощности песчаника на участке второго интервала, не входящем в первый интервал, и на регистрацию максимальной мощности песчаника на соответствующем носителе. Процессор может быть дополнительно сконфигурирован на определение первой совокупной мощности песчаника и второй совокупной мощности песчаника путем использования горизонтального удельного сопротивления и вертикального удельного сопротивления, выведенных из результатов измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором. Процессор может быть дополнительно сконфигурирован на использование результатов измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором, для определения угла падения пласта и (или) азимутального угла пласта. Процессор может быть также сконфигурирован на использование результатов измерений, осуществленных многокомпонентным каротажным прибором, для определения угла падения несогласного напластования в толще пород и (или) азимутального угла несогласного напластования в толще пород. Устройство может дополнительно включать транспортное средство, способное доставлять каротажный прибор в ствол скважины и которое выбирают из кабеля, скользящей муфты или бурильной трубы. Определенное значение мощности песчаника может превышать длину неперекрывающегося участка.

В другом варианте осуществления изобретения также предложен машиночитаемый носитель данных для использования в приборе многокомпонентного индукционного каротажа. Носитель содержит команды, позволяющие процессору рассчитывать по результатам измерений, осуществленных каротажным прибором, максимальные мощности песчаного пласта в определенном интервале толщи пород. Носителем может являться постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ), электрически-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ), флэш-память и (или) оптический диск.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения оно проиллюстрировано на приложенных чертежах, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями и на которых:

на фиг.1 проиллюстрирован прибор индукционного каротажа, расположенный в скважине, пробуренной в толще пород,

на фиг.2 (уровень техники) - расположение генераторных и приемных катушек прибора многокомпонентного индукционного каротажа, поставляемого под названием 3DEX^{( )},

на фиг.3 - схематический вид примера поперечного разреза глубоководного коллектора, включающего несколько крупных песчаных комплексов,

на фиг.4 - модель, иллюстрирующая постепенное увеличение угла падения с увеличением глубины скважины,

на фиг.5 - граница несогласного напластования руслового песка в слое сланца,

на фиг.6а - пример песчано-глинистой последовательности напластования,

на фиг.6б-6г - способ опробования показанной на фиг.6а последовательности с помощью ряда перекрывающихся измерений прибором 3DEX,

на фиг.7а-7в - результаты накопления расчетных данных объема песчаников на основании перекрывающихся данных объемов,

на фиг.8 - каротажная диаграмма, иллюстрирующая максимальную возможную мощность песчаника в разрезе осадочной толщи и

на фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая возможные последовательности шагов осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Рассмотрим фиг.1, на которой показан прибор 10 индукционного каротажа, расположенный в стволе 2 скважины, пробуренной в толще пород. Толща пород в целом обозначена позицией 4. Прибор 10 может быть спущен в ствол 2 скважины и извлечен из него с помощью армированного электрического кабеля 6 или подобного средства доставки, известного из уровня техники. Прибор 10 может быть собран из трех узлов: блока 14 вспомогательного электронного оборудования на одном конце прибора 10, блока 8 катушечных сердечников, соединенного с блоком 14 вспомогательного электронного оборудования, и блока 12 приема/обработки сигналов/телеметрического электронного оборудования, соединенного с другим концом блока 8 катушечных сердечников, при этом блок 12 электронного оборудования обычно соединен с кабелем 6.

Блок 8 катушечных сердечников содержит индукционные генераторные катушки и приемные катушки, как это пояснено далее, для индуцирования электромагнитных полей в толще 4 пород и приема сигналов напряжения, индуцированных токами Фуко, протекающими через толщу 4 пород в результате индуцирования в них электромагнитных полей.

Блок 14 вспомогательного электронного оборудования может включать генератор сигналов и усилители мощности (не показаны), обеспечивающие протекание переменных токов выбранных частот через генераторные катушки блока 8 катушечных сердечников. В блок вспомогательного электронного оборудования может входить процессор, управляющий работой прибора и обрабатывающий регистрируемые данные. В качестве альтернативы, часть или вся обработка и управление могут осуществляться наземным процессором.

Блок 12 приема/обработки сигналов/телеметрического электронного оборудования может содержать приемные контуры (не показаны) для обнаружения сигналов напряжения, индуцированных в приемных катушках блока 8 катушечных сердечников, и контуры для преобразования этих принимаемых сигналов напряжения (не показаны) в сигналы, отображающие удельную проводимость различных слоев толщи 4 пород, обозначенных как 4А-4Е. Для удобства блок 12 приема/обработки сигналов/телеметрического электронного оборудования может содержать средства телеметрии для передачи отображающих удельную проводимость сигналов на поверхность земли по кабелю 6 для последующей обработки, или в качестве альтернативы блок 12 электронного оборудования может хранить отображающие удельную проводимость сигналы в соответствующем регистрирующем устройстве (не показано) для обработки после извлечения инструмента 10 из ствола 2 скважины.

Рассмотрим фиг.2, на которой показана конфигурация генераторных и приемных катушек прибора многокомпонентного индукционного каротажа 3DEX^{( )} производства компании Бейкер Хьюз. Показаны три ортогональных генераторных катушки 101, 103 и 105, обозначенных как генераторы T_x, T_z и T_y (ось z является продольной осью прибора). Генераторным катушкам 101, 103 и 105 соответствуют приемные катушки 107, 109 и 111, обозначенные как приемники R_x, R_z и R_y для измерения соответствующих магнитных полей. В одном из режимов работы прибора измеряют составляющие H_xx, H_yy , H_zz, H_xy и H_xz, хотя также могут использоваться другие составляющие. Следует дополнительно отметить, что в предложенном в настоящем изобретении способе также могут использоваться измерения при других наклонах катушек, осуществляемые согласно хорошо известным принципам поворота координат.

Многие геологические формации, такие как коллекторы, отличаются постепенным изменением угла падения. Для имитации постепенного изменения угла падения использована проиллюстрированная на фиг.4 модель, на которой угол падения увеличивается на 20° на каждые 100 футов (6,6° на каждые 10 м). Пласт является анизотропным и имеет показатели R_h и R_v , равные 1 Ом·м и 4 Ом·м соответственно. Тензор удельной проводимости наклонен в соответствии с локальным углом падения. В отличие от анизотропного пласта с параллельными плоскостями напластования постепенное изменение угла падения приводит к образованию непараллельных плоскостей напластования. Следовательно, R _h и R_v, измеренные на большем протяжении, будут отличаться от R_h и R_v, измеренных на меньшем протяжении. Иными словами, анизотропия удельного сопротивления будет зависеть от масштаба. С другой стороны, анизотропия удельного сопротивления пласта с параллельными плоскостями напластования не будет зависеть от масштаба. Как указано в патенте Wang и др., прибор 3DEX способен точно измерять углы падения пласта на удалении от ствола скважины. Так, в одном из вариантов осуществления изобретения для определения положения ствола скважины в разрезе коллектора могут использоваться углы падения, рассчитанные по результатам многокомпонентных измерений.

Видно, что геологические формации могут включать русловые пески, которые обычно врезаются в предсуществующие осадочные отложения и прорезают их, вызывая литологические изменения и обычно смещение угла напластования. Поскольку русловая граница между русловыми песками и предсуществующими осадочными отложениями обычно не параллельна, интерпретация угла падения по данным прибора 3DEX^(TM) значительно сложнее, чем в случае множества плоскослоистых пластов. Как показано на фиг.5, как русловой песок 451, так и подстилающий пласт 461 могут являться анизотропными и иметь различные углы падения. В проиллюстрированном примере русловой песок имеет угол падения 20° вправо. Подстилающий пласт считается горизонтальным. Граница между песком и подстилающим пластом имеет угол падения пласта 30° вправо. В патенте Wang рассмотрены четыре различных случая такого несогласного напластования. Как указано в этом документе, многокомпонентные измерения методом сопротивлений могут применяться для определения не только углов падения выше и ниже несогласного напластования, но также угла падения и азимутального угла самого несогласного напластования. В контексте настоящего изобретения это означает, что многокомпонентные измерения могут применяться для обнаружения несогласных напластований, пересекаемых более поздним коллектором, врезающимся в более ранние отложения.

После того как определены параметры удельного сопротивления поперечного напластования, известными способами может быть осуществлена дальнейшая обработка с целью определения петрофизических параметров, характеризующих поперечное напластование. Определение водонасыщенности и парциальных объемов песка и сланца описано, например, в патентах US 6711502, 6493632 и 6470274, выданных на имя Mollison и др., правопреемником которых является правопреемник настоящей заявки.

В US 6470274 предложено определение общей пористости пласта, парциального объем сланца, водонасыщенности и удельного сопротивления сланца в слоистом пласте, включающем пески, в которых могут содержаться рассеянные сланцы. С помощью петрофизической модели тензора определяют объем слоя сланца и удельную проводимость слоя песка по вертикальным и горизонтальным удельным проводимостям, выведенным из данных многокомпонентного индукционного каротажа. С целью получения результатов измерений общего объема связанной глиной воды в пласте и связанной глиной воды в сланцах в пласте используют ЯМР-данные. В US 6711502 предложено определение общей пористости пласта, парциального объема сланца и удельного сопротивления сланца в слоистом пласте, включающем пески, в которых могут содержаться рассеянные сланцы. С помощью петрофизической модели тензора определяют объем слоя сланца и удельную проводимость слоя песка по вертикальным и горизонтальным удельным проводимостям, выведенным из данных многокомпонентного индукционного каротажа. Методом Томаса-Штибера-Юхача (Thomas-Stieber-Juhasz) определяют объем рассеянного сланца и общую и эффективную пористости слоя песчаной фракции. Путем исключения удельной проводимости слоя сланца и влияния пористости упрощают модель слоистого сланцеватого песка до однослойной модели рассеянного сланцеватого песка, к которой может быть применено уравнение Ваксмана-Смита (Waxman-Smits).

В одном из вариантов осуществления изобретения применяют способ, предложенный в патенте US 6686736, выданном на имя Schoen и др., правопреемником которого является правопреемник настоящей заявки и содержание которого в порядке ссылки включено в настоящее описание. В нем предложен способ определения крупно- и мелкозернистой фракции слоистой последовательности залегания и расчета проницаемости крупно- и мелкозернистых составляющих.

В одном из вариантов осуществления изобретения для расчета максимальной возможной мощности песчаника в интервале применяют многокомпонентные измерения в перекрывающихся интервалах. На фиг.6а показан примерный разрез осадочной толщи, включающий пески и сланцы. Для ясности более твердые интервалы (в данном случае песок) на стратиграфических разрезах обычно показывают более протяженными, чем более мягкие и легко эродируемые интервалы (в данном случае сланец). Пески обозначены пунктиром, а сланцы - черным цветом. На фиг.6б, 6в и 6г проиллюстрированы примерные интервалы глубин, исследуемые прибором 3DEX. Последовательные интервалы глубин перекрываются и имеют интервал длиной L, который не является общим для соседних исследуемых интервалов. Например, длина L может составлять 10 см. Подразумевается, что это не является ограничением предложенного в настоящем изобретении способа.

Рассмотрим фиг.7а-7в, на которых проиллюстрирован предложенный в изобретении способ. Как показано на фиг.7в, исследуемый объем обозначен индексом 1, а совокупная мощность песчаника в этом объеме - как S ₁. Путем усреднения результатов измерения мощности песчаника, осуществленных в каждой точке в пределах объема 1, может быть получена расчетная величина S₁. Как показано на фиг.7б, объем 2 включает в себя показанный на фиг.7в объем 1 плюс дополнительный объем, исследуемый прибором в положении, соответствующем фиг.6в. Совокупная мощность песчаника для объема 2 равна S₂ и может быть рассчитана путем усреднения результатов измерения мощности песчаника, осуществленных в каждой точке в пределах объема 2. По аналогии может быть определена совокупная мощность S_n песчаника для любого объема n.

Таким образом, эффективная мощность песчаника в интервале длиной L равна S_n-S_n-1, а процентное содержание песка в интервале длиной L задано уравнением

.

Ясно, что, если Sand>100, мощность пласта превышает размер шага L. В этом случае осуществляют итерацию процесса в отношении последовательных перекрывающихся объемов до тех пор, пока не будет выполнено условие Sand<100. В таком случае мощность песчаного пласта задана уравнением

Т=(n+f)L,

в котором T означает мощность пласта, n означает число итераций, а f означает процент песка в заключительной итерации. С другой стороны, если Sand<100, максимальная возможная мощность песчаника в определенном интервале равна Sand×L. Следует отметить, что интервал S_n охватывает интервал S_n-1, а мощность песчаного пласта рассчитывают для участка интервала S_n, не входящего в интервал S_n-1.

На фиг.8 показана каротажная диаграмма, иллюстрирующая максимальную возможную мощность песчаника в интервале осадочных пород. Верхний интервал 601 содержит тонкие песчаные напластования с низким коэффициентом N/G. Нижний интервал 603 содержит мощные песчаные напластования с высоким коэффициентом N/G и, вероятно, является более продуктивным, чем верхний интервал.

На фиг.9 в краткой форме проиллюстрированы некоторые из возможных последовательностей шагов, которые могут применяться в настоящем изобретении. На шаге 701 осуществляют многокомпонентные измерения. В одном из вариантов осуществления на шаге 703 могут быть осуществлены рассмотренные в патенте Wang шаги определения R_h и R_v. Исходя из расчетных величин R_h и R_v на шаге 707 определяют песчаные и (или) сланцевые фракции и (или) рассчитывают их мощности. При осуществлении шага 707 могут использоваться результаты других измерений, таких как гамма-каротаж и (или) ЯМР-каротаж. Из песчаных и (или) сланцевых фракций и (или) их мощностей может быть выведена диаграмма максимальной мощности песчаников. В качестве альтернативы шагу 703, на шаге 705 результаты измерений прибором 3DEX могут быть непосредственно инвертированы согласно идеям патентов Mollison с целью определения R_h и R_v. Найденные значения R_h и R_v могут быть использованы на шаге 707 для определения песчаных фракций и получения диаграммы максимальной мощности песчаника.

Изобретение описано применительно к устройству, которое доставляют в ствол скважины на кабеле. Предложенный в изобретении способ также применим в многокомпонентном индукционном каротажном устройстве, доставляемом в ствол скважины на буровых трубах, таких как бурильная колонна. Обработка данных может осуществляться в скважине с помощью скважинного процессора, находящегося в соответствующем месте. При необходимости по меньшей мере часть данных также может храниться в соответствующем скважинном запоминающем устройстве в сжатой форме. После обращения к запоминающему устройству в процессе операции спуска-подъема бурильной колонны данные могут быть извлечены из запоминающего устройства и обработаны на поверхности.

Следует заметить, что, хотя изобретение описано выше применительно к каротажному прибору 3DEX^{( )}, это не следует интерпретировать как ограничение. Например, в патентной заявке US 11/489875 (заявитель - Wang и др.) описана конструкция, в которой данные измерений удельного сопротивления пласта получают с помощью расстановки лишь из двух продольно ориентированных генераторов и двух поперечно ориентированных приемников (т.е. путем zx-измерений). Подразумевается, что термин "многокомпонентный" включает все конструкции, в которых генераторные и приемные катушки ориентированы в различных направлениях.

Подразумевается, что при управлении и обработке данных используют компьютерную программу на соответствующем машиночитаемом носителе, позволяющую процессору осуществлять управление и обработку. Машиночитаемым носителем может являться ПЗУ, СППЗУ, ЭСППЗУ, флэш-память и оптические диски.

Несмотря на то что в описании раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения, для специалиста в данной области техники будут очевидны различные усовершенствования. Предполагается, что приведенное выше раскрытие охватывает все изменения, входящие в пределы объема и сущности приложенной формулы изобретения.