SU802537A1 - Borehole crooking measuring method - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ СКВАЖИН(54) METHOD OF MEASURING WELL CURVENT

Изобретение относитс  к способам бурени  наклонно направленных и вертикальных скважин. Известен способ определени  искривлени  буровой скважины. По этому способу величина отклонени  ствола скважины в выбранном масштабе определ етс  по изменению разности фаз и разности или отношению амплитуд, записанных предварительно на диаграмме калиброванного регистратора . Необходимо также иметь сведени  о предлагаюш,ей длине волны на участке , где находитс  бурова , и устанавливать сейсмоприемники нгграссто нии, меньшем длины этой волны 1. Основными недостатками данного метода  вл ютс  низка  пеленгационна  чувствительность из-за слабо выраженных направленных свойств сейсмоприемников, установленных вертикально, и возможность получени  ложных данных, а следовательно , и ложных значений отклонений ствола скважины от вертикали из-за неиндентичности и нестабильности усилительных каналов , а также многочисленность операций при работе. И СЛОЖНОСТЬ получени  .необходимых данных дл  решени  уравнений. Все эти факторы привод т к значительным погрешност м. Известен также способ определени  искривлени  буровой скважины методом амплитудной суммарно-разностной обработки сигналов, вызванных работаюш.им на забое долотом, зарегистрированных наклонно установленными относительно друг друга сейсмоприемниками , расположенными в диаметрально противоположных направлени х, на одинаковом рассто нии от усть  скважины в двух взаимно перпендикул рных плоскост х 2. Недостатком способа  вл ютс  небольшие пределы измерени  угла искривлени  скважины, ограниченные углом наклона сейсмоприемников. Кроме того, при измерении углов, близких к предельным, возникают ошибки за счет нелинейности выходной характеристики системы. Эти недостатки про вл ютс  при бурении наклонно направленных скважин. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  углов искривлени  наклонно направленных скважин.The invention relates to methods for drilling directional and vertical wells. A known method for determining borehole curvature. In this method, the deviation of the well bore at a selected scale is determined by the change in the phase difference and the difference or the ratio of amplitudes previously recorded in the calibrated recorder chart. It is also necessary to have information about the proposed wavelength in the area where the drill is located, and to install seismic receivers at a distance less than that of wave 1. The main disadvantages of this method are low direction finding sensitivity due to the poorly defined directional properties of seismic receivers installed vertically and the possibility of obtaining false data, and consequently, false values of the deviations of the wellbore from the vertical due to the non-identity and instability of the amplifying channels, as well as many the number of operations at work. And the difficulty of obtaining the necessary data for solving equations. All these factors lead to significant errors. There is also a known method for determining the borehole curvature using the amplitude total-difference signal processing method, caused by working on the bottom of the bits, recorded with obliquely mounted relative to each other, seismic receivers located in diametrically opposite directions the distance from the wellhead in two mutually perpendicular planes 2. The disadvantage of the method is the small limits of measurement of the angle of curvature Azhinov limited angle of inclination of the geophones. In addition, when measuring angles close to the limit, errors occur due to the nonlinearity of the output characteristic of the system. These drawbacks are manifested when drilling directional wells. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement of the angles of curvature of directional wells.

Указанна  цель достигаетс  тем, что перемещают синхронно по положению сейсмоприемники и в момент получени  нулевого значени  разности сигналов сейсмоприемников определ ют углы искривлени  ствола скважины.This goal is achieved by moving the seismic receivers synchronously in position and, at the moment of obtaining the zero value of the difference of the signals of the seismic receivers, determine the angles of curvature of the wellbore.

На чертеже показана схема реализации способа в одной плоскости, основанна  на амплитудной суммарно-разностной обработке сигналов сейсмоприемников.The drawing shows a diagram of the implementation of the method in the same plane, based on the amplitude sum-differential processing of signals of seismic receivers.

Схема включает вертикальные сейсмоприемники 1 и 2, механизм поворота сейсмоприемников 3, амплитудное суммарноразностное устройство 4, индикатор функционировани  системы 5, нуль-индикатор 6 и шкалу отсчета угла смещени .The scheme includes vertical seismic receivers 1 and 2, a rotation mechanism of seismic receivers 3, an amplitude sum-difference device 4, an indicator of the operation of system 5, a null indicator 6, and an offset angle scale.

В исходном положении сейсмоприемники 1 и 2 установлены так, что максимумы их диаграмм направленности Z,,,, itnax сдвинуты относительно друг друга на посто нный угол, а их расположение на поверхности обеспечивает совпадение равносигнального направлени  (РСН) с вертикалью. In the initial position, seismic detectors 1 and 2 are set so that the maxima of their radiation patterns Z ,,,, itnax are shifted relative to each other at a constant angle, and their location on the surface ensures that the equal-signal direction (PCH) coincides with the vertical.

В этом случае при работающем на забое долоте возникающие упругие волны возбуждают сейсмоприемники 1 и 2 одинаково, так как в направлении забо  векторы диаграмм направленности равны. Следовательно, разность А напр жений и., и Us. равна нулю, т.е. Uii-Usi 0 на разностном выходе устройства 4. Стрелка нуль-индикатора 5 находитс  на нуле, а стрелка индикатора 6 показывает какое-то значение, пропорциональное сумме напр жений Uj и Us.2., сигнализиру  о работе системы.In this case, when the bit is working on the bottomhole, the arising elastic waves excite seismic receivers 1 and 2 in the same way, since in the downhole direction the vectors of radiation patterns are equal. Therefore, the difference A of the voltages of i. And Us. equals zero, i.e. Uii-Usi 0 at the differential output of the device 4. The arrow of the zero-indicator 5 is at zero, and the arrow of the indicator 6 shows some value proportional to the sum of the voltages Uj and Us.2., Signaling the operation of the system.

При дальнейщем бурении в случае ухода забо  скважины в сторону от вертикали на нуль-индикаторе 6 по вл етс  сигнал рассогласовани  потому, что векторы и j при неизменном положении сейсмоприемников неравны и на разностном выходе А устройства 4 образуетс  разность напр жений сейсмоприемников 1 и 2In case of further drilling, if the bottom hole goes down from the vertical, a null indicator 6 appears on the error signal because the vectors and j are not equal at the same position of the seismic receivers, and the difference output of device 4 produces a difference of the seismic receivers 1 and 2

Ui,.Ui ,.

Оператор (или автомат), поворачива  с помощью механизма поворота 3 одновременно оба сейсмоприемннка (без их взаимного смещени ), добиваетс  нулевого показани  нуль-индикатора, чем обеспечивает смещение равносигнального направлени  (РСН) в сторону ухода забо . В этот момент векторы диагр ммы , направленности сейсмоприемников и г оказываютс  равными, и разность напр жений . равна нулю. При этом производ т отсчет угла }f по щкале 7.The operator (or machine), turning both the seismic receivers (without their mutual displacement) with the help of the rotation mechanism 3, achieves a zero reading of the null indicator, which ensures a shift of the equal signal direction (PCH) towards the bottom side. At this moment, the vectors of the diagram, the directivity of the seismic detectors and r turn out to be equal, and the voltage difference. equals zero. At the same time, the angle is calculated} f by the slit 7.

Амплитудна  суммарно-разностна  обработка сигналов сейсмоприемников производитс  в устройстве 4, имеющем два выхода - разностный А, св занный с нульиндикатором , и суммарный $., св занный с индикатором функционировани  системы.Amplitude sum-difference signal processing of the seismic receivers is performed in device 4, which has two outputs — differential A, associated with the null indicator, and total $., Associated with the system operation indicator.

По индикатору 6 контролируют работу системы по наличию суммарного сигнала с выхода устройства 4. Этот контроль необходим дл  того, чтобы не ощибатьс  в определении совпадени  РСН с направлением на забой, ибо возможно пропадание сигнала по техническим причинам, и стрелка нуль-индикатора при этом будет показывать нуль. Наличие суммарного сигнала означает нормальное функционирование при нулевом значении разностного сигнала Ас выхода устройства 4.Indicator 6 controls the operation of the system by the presence of the total signal from the output of the device 4. This monitoring is necessary in order not to be mistaken in determining whether the PCH coincides with the direction to the bottom, because a signal may be lost due to technical reasons, and the zero indicator hand will show zero. The presence of the total signal means normal operation at a zero value of the differential signal Ac output device 4.

Применение данного способа расщир ет предел измерений отклонени  скважины от вертикали, что очень важно при бурении наклонно направленных скважин, так как разносигнальное направление посто нно совпадает с направлением на забой, а не ограничено , как в прототипе, углом сдвига между сейсмоприемниками, посто нно установленными на поверхности земли.The application of this method clears the measurement limit of the deviation of the well from the vertical, which is very important when drilling directional wells, since the signal-to-signal direction constantly coincides with the direction to the bottom, and is not limited, as in the prototype, by the angle of shift between the seismic receivers constantly installed surface of the earth.

Кроме того, на границах угловых сдвигов между сейсмоприемниками характеристика нелинейна, что приводит к ощибкам при измерении углов, близких к предельным.In addition, at the boundaries of the angular shifts between the seismic receivers, the characteristic is nonlinear, which leads to errors when measuring angles close to the limiting ones.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 286890, кл. Е 21 В 47/02, 02.10.69.1. USSR author's certificate number 286890, cl. Е 21 В 47/02, 02.10.69. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2590222/03, кл. Е 21 В 47/02, 30.01.79.2. USSR author's certificate for application number 2590222/03, cl. E 21 B 47/02, 01.30.79.