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DE3540251A1 - Vorrichtung und verfahren zur akustischen richtungsvermessung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur akustischen richtungsvermessung

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Publication number
DE3540251A1
DE3540251A1 DE19853540251 DE3540251A DE3540251A1 DE 3540251 A1 DE3540251 A1 DE 3540251A1 DE 19853540251 DE19853540251 DE 19853540251 DE 3540251 A DE3540251 A DE 3540251A DE 3540251 A1 DE3540251 A1 DE 3540251A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transducers
borehole
output
transducer
noise
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19853540251
Other languages
English (en)
Inventor
Frank M. Edmond Okla. Bower
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Upstream Research Co
Original Assignee
Exxon Production Research Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Exxon Production Research Co filed Critical Exxon Production Research Co
Publication of DE3540251A1 publication Critical patent/DE3540251A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/11Perforators; Permeators
    • E21B43/119Details, e.g. for locating perforating place or direction
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/107Locating fluid leaks, intrusions or movements using acoustic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/80Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • G01S3/802Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
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Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur akustischen Richtungsvermessung im besonderen für den Einsatz in Öl- und Gasbohrungen.
Die Praxis der akustischen Bohrlochvermessung ist in der Öl- und Gasindustrie hinlänglich bekannt. Ein besonderes Einsatzgebiet der akustischen Vermessung liegt in der Bestimmung der Punkte, bei welchen ein Fluid oder ein Gas in das Bohrloch eintritt, oder dieses verläßt. Diese Information ist besonders wertvoll, wenn das Fluid oder das Gas durch eine Fehlstelle innerhalb der Bohrlochauskleidung ein- oder austritt. Diese Auskleidungsfehlstellen müssen oft abgedichtet werden, um einen problemfreien Förderbetrieb sicherzustellen. Die akustische Vermessung ist außerdem zweckmäßig zur Bestimmung, ob eine Kanalbildung zwischen unterschiedlichen Formationen, die von dem Bohrloch durchdrungen werden, auftritt.
Eine Vorrichtung zur Lokalisierung von Undichtigkeiten in Bohrlochauskleidungen und Bohrlöchern wird in der US-PS 2,210,414
(6. August 1940, Kinley) beschrieben. Diese Patentschrift zeigt einen Schalldetektor, der an einem Kabel aufgehängt ist, so daß er in das Bohrloch abgesenkt und aus diesem herausgezogen werden kann. Der Detektor umfaßt eine Schallaufnahmeeinrichtung, wie etwa ein Mikrofon, das auf den Schall reagiert, der von der austretenden Flüssigkeit erzeugt wird.
Eine weitere Vorrichtung zur Bestimmung des Fluideintrittes oder -austrittes aus einem Bohrloch ist in der US-PS 2,361,458 (31. Oktober 1944, Converse) beschrieben. Diese Patentschrift offenbart eine akustische Einrichtung, die genau auf horizontale Signale anspricht. Aufgrund dieser Ansprecheigenschaft kann die Vorrichtung eingesetzt werden, um genau die Eintrittspunkte des Fluids in ein Bohrloch zu bestimmten. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie empfindsam gegenüber Geräuschen ist, die
angrenzend an die Vorrichtung erzeugt werden, während der Einfluß anderer Geräusche im gleichen akustischen Bereich, jedoch in einem vertikalen Abstand von der Vorrichtung, im wesentlichen eliminiert wird.
Obwohl die Einrichtungen zur Bestimmung der Stelle einer Undichtigkeit in einem Bohrloch, wie die oben beschriebenen, hinlänglich bekannt sind, zeigen sie jedoch grundsätzlich eine Unempfindlichkeit hinsichtlich der Richtung. Diese Einrichtungen ermitteln nur die Tiefe, in welcher das Geräusch, das mit der Undichtigkeit verbunden ist, erzeugt wird, jedoch nicht die Richtung, von welcher dieses Geräusch ausgeht. Informationen hinsichtlich der Richtung, in welcher eine unterirdische Geräuschquelle liegt, kann jedoch beim Betrieb von Öl- oder Gasbohrungen äußerst nützlich sein.
Ein solcher Einsatz der Information bezüglich der Geräuschrichtung liegt im Bohrlochbetrieb von Blowoutentlastung. Ein solches Verfahren,um einen Blowout zu regulieren, liegt darin, Entlastungsbohrungen in der Nachbarschaft des Bohrloches in die Formation einzubringen, die Fluide oder Gas dem Blowout zuführt. Die Bestimmung des Ortes, in welcher eine solche Entlastungsbohrung mit der erforderlichen Präzision einzubringen ist, bedeutet eine schwierige Aufgabe. Eine allgemeine Technik beruht auf der Bestimmung der Abweichung von der Fortpflanzung magnetischer Wellen in der Erde. Solche Abweichungen können verursacht werden durch die Bohrlochauskleidung einer Blowout-Bohrung. Ein anderes allgemeines Verfahren bestimmt die Widerstandsdifferenzen zwischen der Auskleidung einer Blowout-Bohrung und der Erde. Solche Verfahren lassen sich jedoch oft nur schwieig einsetzen und sind in jedem Fall von geringem Nutzen, wenn ein Blowout unterhalb der Bohrlochauskleidung eintritt, oder in einem Bohrloch vorkommt, welches nicht mit einer Auskleidung versehen ist.
Eins Richtungsinformation ist außerdem nützlich bei einem Betrieb, bei welchem eins Kanalbildung zwischen unterschiedlichen Formationen eintritt. Bei einer Kanalbildung strömen die Fluide hinter der Bohrlochauskleidung. Eine Kanalbildung kann das Übertreten eines Fluids oder Gases von einer fördernden Formation in eine nichtfördernde Formation bedeuten, oder ein Übertritt von Nichtkohlenwasserstoffen in eine Kohlenwasserstoff fördernde Formation. Solche Undichtigkeiten können gelegentlich zu einer Verringerung der Förderung aus einem Bohrloch führen. Ein Verfahren, solche Undichtigkeiten zu unterbinden, liegt darin, die Bohrlochauskleidung zu perforieren und eine Zementbrühe in den unerwünschten Kanal hineinzupressen, um somit die Flüssigkeit oder Gasströmung durch den Kanal zu unterbinden. Obwohl die Tiefe, bei welcher solche Perforationen einzubringen sind, mittels herkömmlicher Geräuschvermessungstechniken bestimmt werden kann, war bislang die Umfangsstelle, in welcher die Perforierung in der Bohrlochauskleidung auszuführen war, schwierig zu bestimmen.
be-Dementsprechend steht ein dringendes Bedürfnis, in der Öl- und GasIndustrie für eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Richtung einer unterirdischen Geräuschquelle.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen der Ansprüche angegebenen Vorrichtungs- und Verfahrensmerkmale.
Die Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung gemäß der Erfindung umfaßt zwei zylindrische piezoelektrische Kristalle mit Ausgängen, die elektrisch derart verarbeitet werden, daß die Kristalle einander entgegenwirken. Das bedeutet, daß die Ausgänge der Kristalle an eine elektrische Schaltung in einer solchen Weise angeschlossen sind, daß hierdurch eine entgegengesetzte Wirkung erfolgt. Diese Kristalle, die auf diesem Gebiet hinlänglich bekannt sind, setzen Schallenergie in elektrische
Energie um. Der Ausgang eines jeden Kristalls ist ein Signal, dessen Spannung proportional zur Intensität der Schallenergie ist, die auf den Kristall auftrifft.
Zum Betrieb werden die Kristalle im wesentlichen nebeneinanderliegend angeordnet, ohne daß sie sich berühren, während ihre Zylinderachsen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Sie werden in dieser Position durch ein Epoxidharz, Haltearme oder sonstige starre Stützmittel gehalten. Die Kristalle und ihre Halterungen können in das Bohrloch an einem Kabel abgesenkt werden, indem sie an einer Vermessungsvorrichtung angeordnet oder in dieser eingeschlossen sind.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die relative Richtung einer unterirdischen Geräuschquelle bestimmt werden, indem man eine Vermessungseinrichtung an einem Kabel in ein Bohrloch einschließt, wobei die Vermessungseinrichtung eine Richtungsvermessungsvorrichtung umfaßt mit zwei Kristallen, die elektrisch einander entgegenwirken. Diese Kristalltransducer sind im Hinblick aufeinander in der Vorrichtung derart angeordnet, daß sie nebeneinanderliegen, wobei ihre Zylinderachsen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. In der gewünschten Tiefe wird die Vorrichtung um 360° gedreht, und die Kristalltransducer azeugen einen Ausgang, der eingesetzt wird, um die relative Richtung der Geräuschquelle zu bestimmen. Wenn die gewünschte TMe im wesentlichen in der horizontalen Ebene liegt, in welcher auch die Geräuschquelle im wesentlichen liegt, befindet sich die GeräuschqiäLle im wesentlichen auf einer Geraden, im wesentlichen senkrecht zu der Linie, die durch die Mitten der teiden Transducer gezogen werden kann, wenn ihr Phasen- und Amplitudenausgang einen Minimalwert einnimmt. Die Richtung der Geräuschquelle auf dieser Geraden kann bestimmt werden, indem man beobachtet, welcher Transducer in der Phase führend ist, wenn die Transducer so angeordnet sind, daß eine Gerade durch ihre beiden Mitten und durch die Geräuschquelle gezogen werden kann. Der in der Phase führende Transducer liegt am nächsten an
der Geräuschquelle.
Bei der Anwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung in das Bohrloch abgesenkt, zusammen mit einem absoluten Richtungsanzeiger, wie etwa einem Gyroskop, oder einem Magnetometer. Wenn die gewünschte Tiefe erreicht ist, werden die Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung und der absolute Richtungsanzeiger um 360° gedreht. Während dieser Umdrehung erzeugen sowohl die Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung als auch der absolute Richtungsanzeiger Ausgänge, die beobachtet werden und die man vorzugsweise auf Aufzeichnungsgeräte überträgt, die bevorzugt auf der Erdoberfläche angeordnet sind. Bevorzugt werden sowohl die Phase als auch die Amplitude einer jeden Kristallreaktion der Vorrichtung gemäß der Erfindung aufgezeichnet. Diese Phasen- und Amplitudenmessungen können eingesetzt werden, um die Richtung der Geräuschquelle zu bestimmen, die sich aus diesen Messungen ergibt, relativ zu der Position der Vorrichtung, wenn die Messungen ausgeführt werden. Diese Messungen können dann in Korrelation gesizt werden mit der Anzeige des absoluten Richtungsindikators, um die absolute Richtung zu bestimmen, in welcher die Geräuschquelle liegt.
Bei dem Einsatz anderer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens,im besondren für den Einsatz bei einer Reparatur einer auftretenden Kanalisierung, wird der absolute Richtungsindikator durch eine Perforiereinrichtung ersetzt, deren Perforieröffnungen in Null-Phase liegen, d.h., bei welcher die Perforieröffnungen auf die Achse der Perforiereinrichtung ausgerichtet sind, so daß alle Perforiereinrichtungen in die selbe Richtung zeigen. Die Perforieianrichtung ist den Kristallen derart zugeordnet, daß ein Kristall auf die Perforieröffnungen der Einrichtung ausgerichtet ist. Dies orientiert die Perforieröffnungen in Richtung auf das Geräusch, wenn die Perforiereinrichtung ausgelöst wird. 35
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:
Fig. 1 die Anordnung der piezoelektrischen Kristalltransducer gemäß der Erfindung,
Fig· 2 den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Bohrloch,
Fig. 3 die graphische Darstellung der typischen Amplitudensignale von der Geräuschaufzeichnungsvorrichtung gemaß der Erfindung,
Fig. 4A eine schematische Darstellung der Beziehung der unter-/B irdischen Geräuschquelle zu den Kristalltransducern gemäß der Erfindung,
Fig. 5 der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung für die Abdichtung einer Undichtigkeit zwischen unterschiedlichen Formationen hinter einer Bohrlochauskleidung und
Fig. 6A eine andere Ausführungsform der Aufzeichnungsvor-/B richtung für die Geräuschrichtung gemäß der Erfindung.
Gemäß der Erfindung wurde eine Vorrichtung und ein Verfahren ge-™ schaffen, zur Bestimmung der Richtung, von welcher ein unterirdisches Geräusch ausgeht, das etwa durch die Strömung eines Fluids oder Gases durch einen Kanal hindurch verursacht wird. Eine solche Strömung kann beispielsweise auf der Kanalbildung von Fluiden hinter der Bohrlochauskleidung beruhen, oder auf Undichtigkeiten in der Bohrlochauskleidung, durch welche Fluid
in das Bohrloch eintritt oder aus diesem austritt. Die unterirdischen Geräusche können auch auf einem Blowout in einem Bohrloch beruhen. Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie eingesetzt werden kann, um die Richtung des Geräusches zu bestimmen, und zwar unabhängig davon, ob das Geräusch angrenzend an das Bohrloch, in welchem sich die Vorrichtung gemäß der Erfindung befindet, oder in einem größeren Abstand, wie z. B. wie etwa 30 m oder mehr erzeugt wird. Eine solche Bestimmung steht in Beziehung zu dem Geräusch selbst und ist nicht abhängig von der Nähe der Geräuschquelle an der Bohrlochauskleidung oder den Bohrwerkzeugen, die mit Magnet- oder Widerstandstechniken bestimmt werden kann.
Der Einsatz der Erfindung gestattet es, den Punkt der Fluidkanalbildung oder der Undichtigkeit leicht und genau zu bestimmen, so daß wirkungsvolle Maßnahmen eingeleitet werden können, um eine solche Kanalbildung oder eine Undichtigkeit abzudichten. Beispielsweise stellen die Messungen der Geräuschrichtung,die gemäß der Erfindung ausgeführt werden, Informationen zur Verfügung, 2Ό die benötigt werden, um die Perforationen in der Bohrloehauskleidung an einem solchen Punkt auszuführen, an welchem die Fluidkanalbildung auftritt, so daß die Kanäle abgedichtet werden können. Außerdem erlaubt der Einsatz der Erfindung die Bestimmung der Richtung, von welcher aus sich die Zuführung in einen Blowout hineinvollzieht, von einer Entlastungsbohrung aus. Die Entlastungsbohrung kann mit größerer Genauigkeit an einer geeigneten Stelle in der Nähe der Quelle eingebracht werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt und umfaßt eine Vorrichtung 10 zur akustischen Richtungsvermessung mit zwei zylindrischen piezoelektrischen Kristalltransducern 11a und 11b. Diese Elemente arbeiten nach einem herkömmlichen Prinzip, indem die Kristalle eine Oberflächenpotentialdifferenz oder eine Spannung erzeugen, wenn sie in ent-
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sprechenden Richtungen Belastungen ausgesetzt werden. Zylindrische piezoelektrische Kristalle oder Kristalltransducer, wie sie auch genannt werden können, werden herkömmlich eingesetzt bei Vorrichtungen zur akustischen Bohrlochvermessung,
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzen die Kristalle einen Abstand voneinander, der so groß wie möglich ist, wobei sie jedoch nach wie vor in das Bohrloch passen müssen, ohne daß sie so nahe an der Seitenwand des Bohrloches sich befinden, daß sich eine Signalinterferenz ergibt von äußeren Schallwegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung 10 zur akustischen Richtungsvermessung sind die beiden Transducer lla und lib in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß die Zylinderachsen der beiden Transducer etwa 6 1/2 cm voneinander entfernt sind. Bei diesem Abstand arbeitet die Vorrichtung genau in Reaktion auf die akustischen Wellen und Frequenzen bis herab zu 1000 Hz und wahrscheinlich sogar etwas niedriger, während nach wie vor das Gerät kompakt genug ist, um in Bohrlöchern eingesetzt zu werden, die einen relativ geringen Durchmesser besitzen, wie z. B. 20,3 cm.
Dfe Transducer lla und lib können in einen Epoxidharzblock (nicht dargestellt) eingeschlossen sein, um den gewünschten Abstand aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise besitzt das Epoxidharz eine ausgewählt hohe Schallgeschwindigkeit von etwa 1524 m/Sek., so daß die Phasendifferenzmessungen, die nachfolgend noch diskutiert werden, unabhängig von dem Einfluß der Anwesenheit von Fluid in dem Bohrloch sind. Bei dieser Geschwindigkeit ist die maximale Phasendifferenz diejenige, die etwa einer Zeitverzögerung von 50 Mikrose-künden entspricht. Wenn kein Epoxidharzblock eingesetzt wird, sollte eine andere Abstützung vorgesehen sein, um die Kristalle an Ort und Stelle zu halten. Die Kristalle und ihre Abstützung können auch als Transduceranordnung 28 bzeichnet werden.
Die Transducer 11 a und lib besitzen jeweils einen Durchmesser von etwa 1,27 cm und eine Länge von etwa 2,54 cm. Die Größe des Transducers ist jedoch nicht besonders maßgebend, und jede praktikable Größe kann eingesetzt werden, solange sie in das Bohrloch hineinpaßt. Die Transducer sind jedoch vorzugsweise von der gleichen Größe und berühren sich nicht, während ihr jeweiliger Ausgang beobachtet wird.
Die Ausgänge der Transducer lla und lib werden elektrisch verarteitet, und zwar in einer solchen Weise, daß man vorzugsweise die wahre Phase und Amplitude eines jeden Ausganges erhält. Die Signale werden weiterverarbeitet, zur Bestimmung des Phasenuitsrschiedes zwischen den Signalen. Diese Verarbeitung kann in einer Vielzahl von Wegen erfolgen, die dem Fachmann auf dem Gebiet der elektronischen Schaltungen bekannt sind. Ein neues Merkmal der Erfindung liegt in der Bedeutung der beiden Winkelpositionen, bei welchem die Transducersignale sich in Phase befinden. Diese Bedeutung wird nachfolgend noch erläutert, unter Bezugnahme auf das einfachste Verfahren zur Bestimmung der In-Phase-Stellen.
Die Transducer lla und 11b sind so geschaltet, daß sie einander entgegenwirken. Bei der einfachsten Anordnung kann dieses Entgegenwirken beispielsweise erzielt werden, indem man die positive Ausgangsklemme des ersten Kristalles an die negative Ausgangsklemme des zweiten Kristalls anschließt. Bei der praktischen Ausführung der Erfindung bevorzugt man jedoch, daß man den Phasen- und Amplitudenausgang eines jeden Transducers erhält. Somit ist normalerweise eine Signalverarbeitung erwünscht, die über die einfachste Anordnung hinausgeht. Wie z.B. in Fig. 1 dargestellt wird, ist die positive Ausgangsleitung 12a des Transducers lla elektrisch angeschlossen an die positive Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 17, während die positive Ausgangsklemme 13a des Tranducers 11b elektrisch an die negative Eingangsklemme des gleichn Verstärkers 17 angeschlossen ist. Der Ausgang von dem Verstärker 17 wird einer (nicht dartgestellten) Meß- und Aufzeichnungseinheit über eine Leitung 18 zugeführt. Die negativen
Ausgangsleitungen 13a und 13b von den Transducern lla bzw. 11b sind an eine Leitung 14 angeschlossen, über welche das System geerdet ist. Die Bedeutung dieser Schaltung der Transducer soll nachfolgend noch erläutert werden. 5
Die Fig. 2 gibt die Vorrichtung zur Richtungsvermessung gemäß der Erfindung wieder, wie sie im Betrieb eingesetzt werden kann. Die Vorrichtung 10 ist an einer herkömmlichen Vermessungsanordnung 21 befestigt oder in diese eingeschlossen und wird an einem elektrischen Kabel 16 in das Bohrloch 15 abgesenkt. Vorzugsweise sind Blöcke von akustisch isolierendem Epoxidharz 22 und 23 oder Epoxidharz enthaltendes Blei oberhalb und unterhalb der Transduceranordnung 28 in der Vermessungsanordung 21 angeordnet, um eine Interferenz mit äußeren Geräuschen zu vermeiden. Eine Vorrichtung, die eine Anzeige der absoluten Richtung 20 wiedergibt, wie etwa ein Magnetometer oder ein Gyroskop, sind bei dieser speziellen Anwendung ebenfalls in die Vermessungsanordnung 21 eingeschlossen und stehen in Verbindung mit den Transducern der Vorrichtung 10 in einer solchen Weise, daß die Position der Transducer in bezug auf den absoluten Richtungsindikator 20 bekannt ist. Der absolute Richtungsindikator 20 gibt eine Anzeige der absoluten Richtung wieder, während des Betriebes der Vorrichtung 10. Die Signale von der Vorrichtung 10 werden mit Hilfe einer elektrischen Leitung 16 dem Phasenaufzeichnungsgerät 25 und dem Amplitudenaufzeichnungsgerät 26 zugeführt, die sich auf der Erdoberfläche 27 befinden. Das Ausgangssignal von dem absoluten Richtungsindikator 20 wird über eine elektrische Leitung 16 auf das absolute Richtungsaufzeichungsgerät 30 übertragen. Obwohl die Aufzeichnungsgeräte 25, 26 und 30 sich auf der Erdoberfläche befinden, könnten sie auch in dem Bohrloch in der Nähe der Vorrichtung 10 angeordnet sein. Die Rekorder auf der Erdoberfläche anzuordnen, wird jedoch im allgemeinen als zweckmäßiger angesehen.
Ein Einsatzgebiet oder Betriebsbeispiel für die Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung liegt in der Bestimmung der Richtung des Geräusches eines Blowouts von einer entfernten Entlastungbohrung. Man möchte in der Lage sein, die Richtung des Blowouts von der Entlastungsbohrung aus zu bestimmen, so daß die Entlastungsbohrung in eine solche Richtung eingebracht werden kann, um den Blowout abzufangen. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2 wird bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung das Richtungsmeßgerät 10 in das Bohrloch 15 abgesenkt, wobei es sich um die Entlastungsbohrung handelt, und zwar an einem elektrischen Kabel 16 bis zu jeder Meßstation. An jedem Halt wird der Ausgang eines jeden Kristalltransducers auf dem Amplitudenmonitor 31 an der Erdoberfläche 27 überwacht, um die Tiefe zu bestimmen, bei welcher ein Spitzenwert der Geräuschamplitude eintritt. Das Meßgerät wird dann auf diese Tiefenstellung gebracht, an welcher die vertikale Bewegung eingehalten wird. Bei dieser Tiefe wird der Ausgang des Operationsverstärkers, der zu einem EntgegenwMcen der Transducer führt, dem Amplitudenaufzeichnungsgerät 56 zugeleitet,und die Vermessungsvorrichtung wie auch der absolute Richtungsindikator 20 werden um 360° in der Sorizontalebene gedreht, unter Verwendung eines herkömmlichen Drehgerätes unten im Bohrloch. Bei einem solchen Drehgerät kann es sich beispielsweise, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, um einen faß-förmigen Körper mit einem Rotationsmotor 32 handeln, in einer herkömmlichen Vermessungsanordung 21 mit zentralisierenden Bogenfedern 36 und 38. Die elektrischen Anschlüsse zum Betrieb des Rotationsmotors können in dem Kabelkopf 39 enthalten sein. Sowohl die Amplitude des verarbeiteten Signals als auch die Phase der individuellen Signale von den Transducern 11a und Hb werden auf den Aufzeichnungsgeräten 25 und 26 an der Erdoberfläche während der Drehung um 360° aufgzeichnet. Die entsprechenden Signale von dem absoluten Richtungsindikator 20 werden ebenfalls auf der Erdoberfläche aufgezeichnet.
Die Fig. 3 zeigt ein praktisches Beispiel eines Ausganges eines auf Gegenwirkung geschalteten Verstärkers mit zwei KHz-Eingängen von der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung, die sich in einem zweiten Bohrloch, wie etwa einer Entlastungsbohrung befindet, welche 30,5 m von dem Bohrloch eingebracht worden ist, die die Geräuschquelle, wie etwa einen Blowout,enthält. Bei diesem Beispiel ist nur die Amplitude der Vermessungsvorrichtung an zwei unterschiedlichen vertikalen Stellen in dem Bohrloch dargestellt. Während die Phase nicht gezeigt ist, deren Ausgang ähnlich sein würde, mit den beiden Spitzen an der Null-Basis-Linie, entsprechend den Punkten A. und A2.Die Phase würde jedoch als Sinuskurve erscheinen. Die Fig. 3 zeigt, daß ein stärkerer Ausgang ersichtlich ist, wenn die Aufzeichnungsvorrichtung direkt quer oder auf der gleichen Horizontallinie oder Ebene wie die Geräuschquelle angeordnet ist, d.h. in der Position 1. Die Tatsache, daß die Vermessungsvorrichtung bei diesem Abstand von 30,5 m wirkungsvoll ist, ist kennzeichnend für die Erfindung, da die normalerweise auf diesem Gebiet eingesetzten Richtungsvermessungseinrichtungen über einen solch weiten Abstand nicht wirksam sind, wobei eine genaue Bestimmung der Geräuschrichtung über einen solchen Abstand oftmals erwünscht ist und sehr hilfreich sein kann.
Der aufgezeichnete Amplitudensignalausgang der auf Gegenwirkung geschalteten Transducer, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, beinhaltet typischerweise zwei Maxima oder Hochpunkte, die im Idealfall 180° auseinanderliegen und zwei Minima oder Tiefpunkte, die ebenfalls im Idealfall 180° auseinanderliegen. Da die Resonanz in dem Bohrloch dazu führen kann, daß die Maxima der Ausgangssignale extrem verzerrt sind, werden die Signalminima eingesetzt, um die tatsächliche Richtungsbestimmung der Geräuschquelle durchzuführen. Diese Minima, die in Fig. 3 durch die Punkte A1 und
A2 angegeben sind, können genau bestimmt werden durch exakt arbeitende Phasenbestimmungsinstrumente, die den Fachleuten auf dem elektronischen Sektor hinlänglich bekannt sind.
Da die Ausgangssignale der beiden individuellen Transducer der Richtungsvermessungseinrichtung so geschaltet sind, daß sie einander entgegenwirken, treten die minimalen Amplituden- und Phasendifferenzsignale, wie sie auf der Erdoberfläche aufgezeichnet werden, ein, wenn,wie in Fig. 4A dargestellt, die Transducer 11a und 11b so orientiert sind, daß eine Linie 33, die durch Mitten der beiden Transducer gezogen wird, im wesentlichen senkrecht auf der Richtung der ermittelten Geräuschquelle 34 liegt. Bei dieser Ausrichtung sind die von den beiden Transducern empfangenen akustischen Signale in Phase,und als solche sind die Transducerausgänge in Phase. Da die Transducerausgänge einander entgegenwirkend geschaltet sind, neigen die individuellen Transducerausgänge dazu, einander aufzuheben. Somit zeigt sowohl das Amplituden- als auch das Phasenaufzeichnungsgerät bei dieser Ausrichtung einen Minimalwert an. Diese Minimalwerte werden dann zueinander in Korrelation mit dem entsprechenden Punkt der absoluten Richtungsaufzeichnung gesetzt. Eine senkrechte Linie 35 kann dann in der absoluten Richtung aufgetragen werden, die den beiden Tiefpunkten zugeordnet ist. Die durch die Richtungsvermessungseinrichtung ermittelte Geräuschquelle liegt dann allgemein auf dieser Linie 35.
Die auf Bohrlochunregelmäßigkeiten beruhende Resonanz kann bewirken, daß die Minima A^ und A2 in Fig. 3 etwas von 180 abweichen. Eine Korrektur jeder Stelle, so daß die Trennung genau 180° ausmacht, führt zur genauen Orientierung der Richtungslinie 35.
Nachdem man nun die Linie bestimmt hat, auf welcher die Geräuschquelle liegt, kann die Phasendifferenz eingesetzt werden, wenn 35
die Transducerachse auf diese Linie ausgerichtet ist, zu bestimmen , in welcher Richtung auf dieser Linie die Geräuschquelle liegt. Wenn,unter Bezugnahme auf Fig. 4B, die beiden Transducer lla und 11b der Richtungsvermessungseinrichtung so ausgerichtet sind, daß eine Linie 37 durch die Mitten der beiden Transducer durch die Quelle 34 des ermittelten Geräusches lauft, so ist das akustische Signal, das von dem Transducer b aufgenommen wird, der sich am nächsten an der Geräuschquelle befindet, außer Phase mit dem akustischen Signal, das von dem Transducer lla aufgenommen wird, der sich am weitesten von der Geräuschquelle weg befindet. Da das akustische Signal zuerst auf den Transducer auftrifft, der am dichtesten an der Geräuschquelle liegt, kann die Richtung der Geräuschquelle von dem Vermessungsgerät auf der Linie 37 bestimmt werden, indem man ermittelt, von welchem Transducer der Ausgang in der Phase führt. Die Phasenaufzeichnung wird eingesetzt, um zu bestimmen, von welchem Transducer der Ausgang in der Phase führend ist. Diese Phasendifferenz ist nicht notwendigerweise der Maximalwert, der während der Drehung um 360° aufgzeichnet wird, aufgrund der Interferenz von Bohrlochunregelmäßigkeiten. Dementsprechend wird bei der praktischen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Linie, auf welcher die Geräuschquelle liegt, zunächst bestimmt, indem man eine Linie festlegt, die den Tiefpunkten der Amplituden- und Phasenausgangssignale der Vermessungseinrichtung entspricht. In Fig. 4A ist dies die Linie 33. Die Linie (Linie 35 in Fig. 4A) ist um 90° gedreht, zur Minimaachse (Linie 33 in Fig. A) orientiert. Die Richtung der Geräuschquelle auf dieser Linie wird dann gefunden, indem man bestimmt, von welchem Transducer der Ausgang in der Phase führt.
Die Vorrichtung zur Richtungsvermessung kann auch eingesetzt werden, wenn beim Förderbetrieb Fluid oder Gas von einer Formation hinter der Bohrlochauskleidung in eine andere Formation übergeht. In Fig. 5 ist die Vorrichtung zur Richtungsaufzeichnung 40 in
dem Bohrloch 49 dargestellt. Wie gezeigt, fördert die Bohrung 49 Kohlenwasserstoffe aus der Formation 54. Die Kohlenwasser·!·· stoffe fließen durch die Perforationen 24 in der Bohrlochauskleidung 48 in die Bohrung 49. Die Kohlenwasserstoffe strömen zur Oberfläche 19 durch das Förderrohr 50. Dichtungen 51 verhindern, daß die Kohlenwasserstoffe in den Ringraum 52 zwischen dem Förderrohr 50 und der Bohrlochauskleidung 48 hineinfließen.
Ein Kanal 55 ist auf der Außenseite der Bohrlochauskleidung 48 zwischen der Formation 54 und der Formation 56 dargestellt. Wie dies im allgemeinen der Fall ist, erstreckt sich der Kanal nicht vollständig um die Auskleidung herum. Das Fluid oder Gas fließt durch den Kanal 55 von der Formation mit dem höheren Formationsdruck in die Formation mit dem niedrigeren Formationsdruck. 15
Bei einem Verfahren zur Unterbrechung einer solchen Undichtigkeit perforiert man die Bohrlochauskleidung 48 auf der Seite der Auskleidung, bei welcher die Undichtigkeit vorliegt und drückt einen Zementschlamm durch die Perforation in dem Gehäuse hindurch in den Kanal hinein, so daß der Weg damit verstopft wird. Ein Problem, das bei der Durchführung eines solchen Betriebs auftritt, ist die Schwierigkeit der Bestimmung der Richtung, in welcher die Perforiereinrichtung ausgerichtet werden sollte, so daß die Perforationen auf der Seite der Auskleidung ausgeführt werden, hinter welcher sich der Kanal gebildet hat. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, werden die Richtungsvermessungseinrichtung 40, die Perforiereinrichtung 57 mit Ausrichtung in Null-Phase und die Dreheinrichtung mit dem Rotationsmotor 33 in das Bohrloch 49 über ein elektrisches Kabel 16 abgesenkt, um zu bestimmen, auf welcher Seite der Bohrlochaüskleidung die Kanalbildung eingetreten ist.
Wie oben, im Laufe der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Geräuschvermessungseinrichtung,angegeben wurde, sind die beiden Transducer vorzugsweise in einem solchen Abstand voneinander angeordnet, daß die Zylinderachsen der beiden Transducer
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11a und lib etwa 6 1/2 cm voneinander entfernt sind. Das Förderrohr 50 kann jedoch zu eng sein, um den Durchgang der Richtungsvermessungseinrichtung mit dem hieran befindlichen, in diesem Abstand voneinander angeordneten Transducern leicht hindurchzulassen. In einem solchen Fall wird eine andere Ausführungsform der Richtungsvermessungseinrichtung eingesetzt, wenn die Einrichtung durch ein enges Förderrohr abgesenkt werden muß. Wie die Fig. 6A zeigt, sind hierbei die Transducer 43a und 43b der Richtungsvermessungseinrichtung 40 schwenkbar an Hebelarmen 41a und 41b um Stifte 42a und 42b gehalten. Der mechanische Betrieb der Richtungsvermessungseinrichtung 40 ist ähnlich wie der Betrieb der Temperatursensoranordnung, wie sie in der US-PS 3,745,822 vom 17. Juli 1973 (Pierce et al.) beschrieben ist, wobei auf die diesbezügliche Offenbarung hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Hebel 41a und 41b sind an Zahnrädern 45a und 45b befestigt. Diese Zahnräder drehen sich, wenn die Zahnstange 46 in vertikaler Richtung bewegt wird. Wenn die Vermessungseinrichtung durch das Förderrohr abgesenkt werden soll, befinden sich die Zahnräder, die Zahnstange und die Transducer in der in Fig. 6A dargestellten Position. Die Tranducer werden in ihre Betriebsposition in der gleichen Weise auseinadergeführt, wie die Meßfühler der Temperatursensoranordnung entsprechend der Beschreibung in dem Pierce-Patent. Die Zahnstange 46 wird innerhalb des Werkzeuges nach unten geschoben. Der Betriebsmechanismus für die Zahnstange 46 ist in der Fig. 6A nicht dargestellt und kann ähnlich aufgebaut sein,wie dies von Pierce beschrieben ist. Es kann auch jedes andere bekannte System zum Betrieb eingesetzt werden, wie etwa
^O ein Mechanismus, wie er beim Betrieb des Bohrloches üblich ist. Während die Zahnstange 46 sich nach unten bewegt, drehen sich die Zahnräder 45a und 45b und führen die Hebelarme 41a und 41b nach außen. Der Schubweg der Zahnstange ist begrenzt, so daß am Ende seiner Bewegung die Hebelarme so weit nach außen geschwenkt worden sind, daß der Mitte-zu-Mitte-Abstand zwischen den zylindri-
sehen Transducern 43a und 43b,gemessen an den Stiften 42a und 42b, etwa 6 1/2 cm ausmacht. Wie die Fig. 6B zeigt, wirkt eine Feder 44 zusammen mit mechanischen Anschlägen 47a und 47b, um die Transducer in eine parallele Ausrichtung zu bringen. Die Anschläge sind so angeordnet, daß die Feder 44 den Boden der beiden Transducer um die Stifte 42a und 42b nicht weiterschwenken kann,als für die parallele Ausrichtung erforderlich ist.
Wenn, unter Bezugnahme auf Fig. 5, ein Undichtigkeitskanal 55 unterbrochen werden soll, wird die Vermessungseinrichtung 40 durch das Fördefrohr 50 abgesenkt, wobei die Transducer 43a und 43b eingezogen sind. Wenn die Vermessungseinrichtung 40 sich unterhalb des Förderrohres befindet, in einem Bereich, der nur durch die Bohrlochauskleidung 48 begrenzt ist, werden die Transducer 43a und 43b in ihre Betriebsposition ausgefahren. Der Betrieb der Geräuschvermessung, wie dies oben beschrieben worden ist,wird durchgeführt, um die Richtung zu ermitteln, aus welcher das Geräusch einer Undichtigkeit durch eine Kanalbildung kommt.
Für diesen Anwendungsbereich ist jedoch keine absolute Orientierungsmessung erforderlich. Stattdessen kann die Vermessungseinrichtung 40 an einer Perforiereinrichtung befestigt, oder in diese integriert sein, so daß im ausgefahrenen Zustand, wie er in Fig. 6B gezeigt ist, ein bestimmter Transducer, ζ. Β. der Transducer 43a, in Fig. 6B, auf die Perforieröffnungen 43 der Perforiereinrichtung 57 ausgerichtet ist. Nachdem die Orientierung der Minima-Achse bestimmt ist, bewirkt eine Rotation von entweder +90° oder -90°, daß das Signal von dem Transducer 43a dem Signal von dem Transducer 43b vorauseilt. In dieser Position zeigt der Transducer 43a in Richtung auf den Kanal 55 der Fig. 5, so daß hierdurch die Perforieröffnungen 53 in Richtung auf den Kanal 55 orientiert werden.
Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß die Beschreibung nur eine solche beispielhaften Charakters
ist und daß verschiedene Modifikationen zur Vorrichtung durchgeführt und Details der Verfahrensausführung von den beschriebenen geändert werden können, ohne daß man dadurch den Rahmen der Erfindung verläßt.
5

Claims (20)

PATENTANWÄLTE ' ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT Γ HEGEL & DICKEL. JULIIiS-KREIS-STR. 33, D-SOOO MÜNCHEN 60 Π DR. G. DOELLNER (1900-1945) DR. KARL TH. HEGEL (1927-1982) DIPL.-ING. KLAUS DICKEL JULIUS-KREIS-STR. 33 D-8000 MÜNCHEN 60 TELEFON: 089-885210 TELEX: 5216739 dpatd TELEGRAMM: DOELLNER-PATENT |_ J MÜNCHEN IHR ZEICHEN: UNSER ZEICHEN H 3570 DATUM: Exxon Production Research Company P.O. Box 2189 Houston, Texas 77252-2189 V. St. A. Vorrichtung und Verfahren zur akustischen Richtungsvermessung Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung, gekennzeichnet durch einen ersten sowie einen zweiten zylindrischen piezoelektrischen Rristalltransducer (lla, lib), die im wesentlichen nebeneinander angeordnet sind, wobei die Achsen der Transducer (lla, lib) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und die Transducer elektrisch so angeschlossen sind, daß sie einander entgegenwirken, womit der
Ausgang der Transducer die Richtung der unterirdischen Geräusche relativ zur Vorrichtung (10) anzeigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transducer (Ha) eine positive Ausgangsleitung (12a) besitzt, die an den positiven Eingang
eines Operationsverstärkers (17) angeschlossen ist, während die positive Ausgangsleitung (12b) des zweiten Transducers (lib) an den negativen Eingang des Operationsverstärkers (17) angeschlossen ist, zur Messung der Amplitude und der Phase des
Unterschieds der Transducerausgänge.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß der Ausgang des Verstärkers (17) über
eine Leitung (18) einer Aufzeichnungseinheit zugeleitet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Transducer (lla/b) einen solchen Abstand voneinander besitzen, daß ihre Achsen zwischen etwa vier und etwa acht cm voneinander entfernt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Transducer (lla/b) in einem Epoxidharzblock (22, 23) eingeschlossen sind, zur Aufrechterhaltung des vorbestimmten Abstandes zwischen den Achsen der zylindrischen Transducer (lla/b).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung (10) in ein Bohrloch (15, 49) absenkbar ist, indem sie innerhalb einer herkömmlichen Vermessungseinrichtung angeordnet ist, die an einem elektrische^ Kabel (16) aufgehängt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Anzeigeeinrichtung für die absolute Richtung vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung für die absolute Richtung ein Gyroskop ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigeeinrichtung für die absolute Richtung ein Magnetometer ist.
10. Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,daß innerhalb einer Meßeinrichtung,die an einem Kabel in ein Bohrloch abgesenkt werden kann, in welchem sich ein enges Förderrohr befindet, eine Vorrichtung angeordnet ist, mit einem ersten und einem zweiten zylindrischen piezoelektrischen Kristalltransducer (lla/b), die an rückziehbaren Hebeln (41a/b) gehalten sind, welche an der Meßeinrichtung befestigt sind, so daß die Transducer (lla/b) zurückgezogen und durch das enge Förderrohr in das Bohrloch mit größerem unterem Durchmesser abgesenkt werden können, wo die Transducer ausfahrbar sind in die gewünschte Position nebeneinanderliegend und parallel zueinander, wobei die Kristalltransducer elektrisch so angeschlossen sind, daß sie einander entgegenwirken und die Reaktion der Transducer (lla/b) auf eine unterirdische Geräuschquelle (34) die Richtung der unterirdischen Geräuschquelle (34) relativ zur Vorrichtung (10) anzeigt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Transducer (lla/b) ausfahrbar sind , bis der Abstand zwischen ihren Achsen mindestens etwa 6 1/2 cm beträgt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet , daß innerhalb der herkömmlichen Vermessungseinrichtung eine Perforiereinrichtung (57) für die Bohrloch- auskleidung vorgesehen ist, deren Perforieröffnungen in der
Null-Stellung auf einen der Transducer der Vorrichtung ausgerichtet sind, so daß beim Auslösen der Perforiereinrichtung (57) zur Einbringung der Perforationen in die Bohrlochauskleidung die Perforieröffnungen auf das Geräusch ausgerichtet sind.
13. Verfahren zur Bestimmung der Richtung einer unterirdischen Geräuschquelle, dadurch gekennzeichnet, daß man :
(a) eine Vermessungseinrichtung an einem elektrischen
Kabel absenkt, das die unterirdische Formation bis zu einer vorbestimmten Tiefe durchdringt, wobei die Vermessungseinrichtung zwei zylindrische pieze-
^5 elektrische Kristalltransducer umfaßt, die im wesent
lichen nebeneinanderliegend mit ihren Achsen im wesentlichen parallel angeordnet und von der Vermessungseinrichtung in dieser Position gehalten sind,
(t>) einen Ausgang der Transducer erzeugt, zur Anzeige
der Reaktion der Transducer auf die Geräuschquelle,
(c) die Vermessungseinrichtung um 360° in der vorbestimmten Tiefe dreht,
(d) den Ausgang der Transducer während der Drehung beobachtet,
(e) den Ausgang mit der Position der Vermessungseinrichtung in Korrelation setzt und
(f) die Richtung der Geräuschquelle relativ zur Position der Vermessungseinrichtung bestimmt.
14. Verfahren zur Bestimmung der Richtung eines unterirdischen Geräusches nach Anspruch 13, in einem ersten Bohrloch relativ zu einem zweiten hiervon entfernten Bohrloch, dadurch
gekennzeichnet , daß man:
(a) in dem zweiten Bohrloch eine Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung, die innerhalb einer Vermessungseinrichtung angeordnet ist, und eine Anzeigeeinrichtung für die absolute Richtung umfaßt, absenkt, wobei die Vermessungsvorrichtung zwei zylindrische piezoelektrische Kristalltransducer umfaßt, die elektrisch derart angeschlossen sind, daß sie gegeneinanderwirken
und so in der vorbestimmten Tiefe gehalten sind, daß die Kristalle im wesentlichen berührungslos nebeneinanderliegen, während die Zylinderachsen
im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, 15
(b) einen Ausgang von diesen Kristalltransducern erzeugt, zur Anzeige der Reaktion der Kristalltransducer auf die Geräuschquelle,
(c) die Geräuschvermessungsvorrichtung und die Anzeige
einrichtung für die absolute Richtung um 360° dreht,
(d) den Ausgang der Richtungsvermessungseinrichtung auf Phasen- und Amplitudenaufzeichnungseinrichtungen während der Drehung überträgt,
(e) den Ausgang der Anzeigeeinrichtung für die absolute Richtung auf eine Aufzeichnungseinrichtung während
der Drehung überträgt,
30
(f) die Aufzeichnungen in Korrelation zueinander setzt, zur Bestimmung der Position der Geräuschaufzeichnungsvorrichtung, wenn der Phasen- und der Amplitudenausgang einen Minimalwert einnehmen und
(g) beobachtet, welcher der Transducer in der Phase führend ist, wenn die Aufzeichnungseinrichtung um 90° aus der Position herausgedreht ist, zur Anzeige der Richtung der Geräuschquelle.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Tiefe, bis zu welcher die Vorrichtung in dem zweiten Bohrloch abgesenkt wird, die Tiefe ist, bei welcher der Spitzenwert der Amplitude des Geräuschausganges der Vermessungseinrichtung auftritt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwert der Amplitude des Geräuschausganges bestimmt wird durch die Wiederholung der Rotation der Vorrichtung und der Aufzeichnungen des Ausganges in verschiedenen Tiefen des Bohrloches.
17. Verfahren zur akustischen Richtungsvermessung von Geräuschen in unterirdischen Formationen unter dessen Anwendung auf die Unterbrechung der Kanalbildung von Reservoirfluidströmungen aus einer Kohlenwasserstoff fördernden Formation in eine nichtfördernde Formation hinter einer Bohrlochauskleidung, die diese Formation durchdringt, dadurch gekennzeichnet, daß man:
(a) eine Vermessungseinrichtung an einem elektrischen Kabel in das Bohrloch bis zu einer vorbestimmten Tiefe absenkt, wobei die Vorrichtung eine Vermessungseinrichtung für die Geräuschrichtung umfaßt, mit zwei zylindrischen piezoelektrischen Kristall-
transducern, die elektrisch so angeschlossen sind, daß sie gegeneinanderarbeiten und an Schwenkhebel gehalten sind, die über drehbare Zahnräder, die in einer an der Vermessungseinrichtung gehaltenen Zahnstange nach außen schwenkbar sind, wobei vor Ein
führung der Einrichtung in das Bohrloch die Transducer zusammenführbar sind, so daß sie durch das
Förderrohr hindurchpassen, während sie in der gewünschten Tiefe in eine Position führbar sind, in welcher sie etwa 6 1/2 cm auseinander und nebeneinander angeordnet sind, während die Achsen im wesentlichen parallel zueinander und zum Bohrloch
verlaufen,
während eine Perforiereinrichtung mit Perforieröffnungen in der Null-Phase mit der Vermessungseinrichtung derart in Verbindung steht, daß die
Perforiereinrichtung auf einen der Transducer ausgerichtet ist und
eine Drehvorrichtung im Bohrloch vorgesehen ist, zur Rotation der Vermessungseinrichtung mit der Per
foriereinrichtung,
(b) einen Ausgang von den Transducern erzeugt,
(c-) die Vermessungseinrichtung um 360° in der vorbestimmten Tiefe dreht,
(d) die Orientierung der Transducer bestimmt, wenn deren Amplituden- und Phasenunterschiedssignale einen Minimalwert einnehmen,
(e) die Transducer um 90° in die Richtung dreht, in welcher der mit der Perforiereinrichtung ausgerichtete Transducer ein Phasensignal erzeugt, das dem von dem anderen Transducer erzeugten vorauseilt,
zur Orientierung der Perforierungen in Richtung auf die Geräuschquelle, durch die Kanalisierung der Reservoirfluide hinter der Bohrlochauskleidung verursacht sind,
(f) die Bohrlochauskleidung mittels der Perforiereinrichtung an der Geräuschquelle perforiert und
(g) in die nichtfördernde Formation durch die Perforationen ein Material oder Fluid injiziert, zur Blockierung der Kanalbildung durch die Reservoirfluide von der kohlenwasserstoff-fördernden Formation.
10
18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r ch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Tiefe sich bei einem Niveau des Bohrloches befindet, in welchem die Kanalbildung eintritt.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die vorbestimmte Tiefe zur Absenkung der Veritiessungsvorrichtung in das Bohrloch auf einem Niveau liegt, bei welchem der Ausgang der Vorrichtung eine Geräuschamplitudenspitze ergibt.
20. Verfahren nach Anspruch 18,dadurch gekennzeichnet , daß man die Perforiereinrichtung in das Bohrloch bis auf etwa das gleiche Niveau absenkt wie die Vorrichtung zur akustischen Richtungsvermessung.
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