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JP3459646B2 - 地層にボーリング孔を開ける方法 - Google Patents

地層にボーリング孔を開ける方法

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JP3459646B2
JP3459646B2 JP51884995A JP51884995A JP3459646B2 JP 3459646 B2 JP3459646 B2 JP 3459646B2 JP 51884995 A JP51884995 A JP 51884995A JP 51884995 A JP51884995 A JP 51884995A JP 3459646 B2 JP3459646 B2 JP 3459646B2
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シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/26—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with magnetic or electric fields produced or modified either by the surrounding earth formation or by the detecting device
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02—Determining slope or direction
    • E21B47/022—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • E21B47/0228—Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism using electromagnetic energy or detectors therefor

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、地層の中に形成された隣接ボーリング孔に
対して選択された方向に延びるボーリング孔を、地層の
中に開けるための方法及びシステムに関する。炭化水素
探査及び生産産業界では、他のボーリング孔を介して水
蒸気または水を注入することによって坑井（wellbore）
の一つからの石油の産出量を増加するために、複数本の
隣接ボーリング孔の掘削が望ましいことがある。例えば
産出坑井が水平方向に延びているときには、この下方に
選択された距離で産出坑井に平行な一本または複数本の
注入ボーリング孔を掘削することが望ましい。石油産出
中に、水蒸気が注入ボーリング孔を介して地層の中に注
入して、これにより地層を通じる石油の流れ抵抗を減ら
し、石油を産出坑井の方へ追い込む。
米国特許第3725777号には、ケーシングつきボーリン
グ孔（cased borehole）までの距離と方向を隣接ボーリ
ング孔から得られた磁界測定値を使用して確定するため
の方法が示されている。例えば、単一の海洋プラットフ
ォーム（offshore platform）から噴出（blowout）に対
処するかまたは複数のボーリング孔を掘削する場合に
は、現存する坑井の正確な位置を知ることが望まれよ
う。このような既存の坑井またはボーリング孔は、ケー
シング（casing）磁化の規則的周期性を有すると推定さ
れる。反復計算を用いて、以前に掘削されてケーシング
を施されたボーリング孔の位置が確定される。しかしな
がら、既存の坑井の最終近似位置のみが得られる。
欧州EP−247672−Ａには、隣接するボーリング孔の間
の距離を確定する方法が開示されている。この資料に記
載の方法は、以前に掘削された坑井における噴出の場合
に採用され、これによっていわゆるリリーフ井（relief
well）が掘削され、これは噴出井の中に重液（heavy l
iquid）をポンプで流入できるように選択された深さで
噴出井に交差する。この方法では、ケーシング部分の正
確な磁極強度（magnetic polestrength）値を知らなけ
ればならない。入り組んだモノポール（monopole）及び
ダイポール（dipole）磁場機能のフーリェ級数に関する
複雑な計算の結果として、振幅／波数（wave number）
スペクトルが導出される。このようなスペクトルによっ
て上記の距離の確定が可能になる。しかしながら、この
方法を適用してこのようなスペクトルを得ることを可能
にするには、多数の測定データが必要で、結果としては
平均距離（mean distance）を得るだけである。
さらに米国特許第4640352号から、一つは産出井とし
て使用され、他の一つは注入井（injection well）とし
て使用される、一対のボーリング孔を操作することが知
られている。これらのボーリング孔は実質的に平行であ
り、そして取り組む問題は明らかに、透過率の低いゾー
ンからの経済的に実現可能な石油生産を含むことに関す
るものであった。しかしながら、この資料からは、どの
ようにボーリング孔が掘削されて方向づけられたかは明
らかではない。
本発明に関しては、全く異なった問題を解決しなけれ
ばならない。一対のボーリング孔の場合には、新しいボ
ーリング孔が掘削されることになると直ちに、利用可能
な隣接ボーリング孔のすべての方向データを有すること
が有利であることは明らかになろう。
しかしながら、いかにしてボーリング孔の方向を正確
に制御し、同時に欠点を克服し、そして上に示したよう
に方法の複雑な演算を回避するかという問題が残ってい
る。
本発明の目的は、地層の中に形成された隣接ボーリン
グ孔に対して選択された方向に、ボーリング孔を地層の
中に開ける改善された方法を提供することである。
本発明の他の一つの目的は、地層の中に形成された隣
接ボーリング孔に対して選択された方向に、ボーリング
孔を地層の中に開ける改善されたシステムを提供するこ
とである。
本発明による方法は、 − 複数の位置にあるボーリング孔の第一孔の中に、そ
の長さに沿って、前記のボーリング孔の第二孔に達する
電磁界を誘導する電磁気源手段を配置すること、 − 第二ボーリング孔の中の選択された深さdiに、前記
の電磁界を測定することが可能な電磁界測定手段を配置
すること、 − 前記の電磁界を測定するように測定手段を操作する
こと、 − 測定された電磁界から、第一ボーリング孔の縦軸に
実質的に垂直な方向に少なくとも二つの成分を含む電磁
界の成分を確定すること、及び − 前記の少なくとも二つの成分から、隣接ボーリング
孔に対するボーリング孔の方向を示す方向パラメータを
確定すること、を含む。
電磁界の二つの成分は、第二ボーリング孔における深
さdiと第一ボーリング孔との間の距離の関数である式と
して書くことができる。この距離は、第一ボーリング孔
の縦軸に実質的に垂直な前記の方向に沿った距離の成分
で書くことができる。ある適当な方法で電磁界の二つの
成分のための式を組み合わせることによって、深さdiに
おける測定手段と第一ボーリング孔との間の距離の成分
を計算することができる。第二ボーリング孔における様
々な深さdiにおけるこれらの成分を確定することによっ
て、方向パラメータを計算することができる。電磁気源
手段によって誘導された電磁界が適当ないずれの波長も
有することができ、本発明において使用されるべき適当
な電磁界は一つまたは複数の永久磁石によって誘導され
る磁界を形成することを理解されたい。
本発明によるシステムは − 複数の位置にあるボーリング孔の第一孔の中に、そ
の長さに沿って配置されるべき、前記のボーリング孔の
第二孔に達する電磁界を誘導する電磁気源手段、 − 第二ボーリング孔の中の選択された深さdiに配置さ
れるべき、前記の電磁界を測定することが可能な電磁界
測定手段、 − 前記の電磁界を測定するように測定手段を操作する
ための手段、 − 測定された電磁界から、第一ボーリング孔の縦軸に
実質的に垂直な方向に少なくとも二つの成分を含む電磁
界の成分を確定するための手段、 − 前記の少なくとも二つの成分から、隣接ボーリング
孔に対するボーリング孔の方向を示す方向パラメータを
確定するための手段、 を含む。
第一ボーリング孔が隣接ボーリング孔である場合に
は、ボーリング孔を有効に掘削することができ、第二ボ
ーリング孔は掘削中のボーリング孔を形成する。
少なくとも二つの成分の前記の方向が実質的に互いに
垂直であることは好ましく、方向パラメータは前記の二
つの成分の比を確定することによって決定される。
前記の二つの成分の比の確定は、Ｂ1,i/B2,i＝ｓ1,i/
s2,iを適用することを含むのが適当である。ただし、Ｂ
1,iとＢ2,iは、深さdiにおける前記の方向に沿ったそれ
ぞれの電磁界強度成分であり、ｓ1,iとｓ2,iは、電磁界
測定手段と第一ボーリング孔との間の距離の前記の方向
に沿ったそれぞれの成分である。
前記のボーリング孔の長さに沿った複数の位置におけ
る電磁気源手段の有効な配置は、前記のボーリング孔を
通じて前記の電磁気源手段を動かすことによって達成す
ることができる。
電磁気源手段が電磁コイルを含むことは有利である。
これから本発明を、例を用いて添付の図面を参照して
さらに詳しく説明する。
第1A図と第1B図は、ボーリング孔の掘削と方向づけの
ときに従来使用されている座標系の配置を示す概略図で
ある。
第2A図と第2B図は、従来の地球固定座標系（earth fi
xed coordinate system）内における二つの区別された
平面におけるベクトル成分を確定するための、例示的な
測定状態を示す図である。
第1A図と第1B図に、従来から使用されている座標フレ
ームすなわち座標系の使用状況を示す。第1A図には、地
球固定デカルト基準フレーム（earth fixed Cartesian
reference frame）NEV（北・東・垂直）が示され、ここ
ではボーリング孔１の一部分が示されている。Ｎ方向を
地理的（geographical）方向または磁気方向のいずれに
してもよい。世界中のあらゆる他の場所について、両フ
レーム間の差がよく定義されている。第1B図には、ボー
リング孔１の一部分の拡大図を示す。ボーリング孔１は
中心軸すなわちボーリング孔軸２の周りの円筒として示
されている。一般に、この軸に沿って深さの値がとら
れ、孔に沿った深さと呼ばれることが多い。点ｉについ
ては、該当する深さdiが定義され、通常は地表面から前
記の点ｉまでのボーリング孔軸２に沿った距離としてと
られる。したがって、深さ値の数列を、・・・di-2、d
i-1、di、di+1、di+2・・・として表すことができる。
第1B図では、例示的な深さdi-1とdiが示されている。
例えば、ボーリング孔に沿った深さdiについて、二つ
の座標フレームの関連方向が示されている。垂直なＶ
は、第1A図に関して示されるように地球固定NEVフレー
ムからとられる。一般にデカルトXYZフレームが、ボー
リング孔１に置かれた測定装置の上に固定されたものと
してとられる。このフレームで、Ｚは下向き孔の方向に
ボーリング孔軸２に沿ってとられ、ＸとＹはこれに対応
してとられる。
さらに、深さdiにおいて、ハイサイド（high−side）
（HS）の方向とハイサイド右（HSR）の方向が示されて
いるが、これらは当業者には周知である。HSはＺとＶを
通る垂直平面にあり、Ｖは重力の加速度ベクトルを持
つ線にある。HSRはＺとＶに直角をなし、したがって水
平である。
一般の場合、成分を数学的に適切にとることができる
場合には、他のあらゆる座標フレームを使用できること
は、当業者には明らかなことであろう。したがって、一
般に二つの座標システムが含まれる。第一のシステムＣ
は第一ボーリング孔と上記のような予め決定された方向
に関し、第２のシステムＤは第二ボーリング孔に関する
ものであるこのようなフレームでは、位置はパラメータ
ｓで示される。例えば、第二ボーリング孔はＣにおいて
s0にその出発点を有する。一般の場合では、Ｄにおける
成分と成分は、深さdiにおいて測定されたときには
ＢD,iとｇD,iで示される。さらに一般的には、この適用
に関連して、変数が添字ｉを備えるときには、この変数
は問題のボーリング孔における深さdiにおいてとられ
る。
第2A図と第2B図に、本発明で適用されるような従来の
座標フレームのための例示的な測定状況を示す。
第2A図に、NEV座標フレームのNE平面を示す。フレー
ムの原点には、NE平面から下方を指しているＶベクトル
の矢印の尾が向かっている。第一ボーリング孔10と第二
ボーリング孔20のNE平面上の正投影（orthogonal proje
ction）を示す。
第一ボーリング孔10の方向とＮ方向との間の角度は、
方位角（azimuth−angle）Ａとして知られる。例えば第
二ボーリング孔20のための所定の方向がNE平面において
点線10aで示された平行な方向である場合には、この第2
A図ではボーリング孔20は前記の方向から偏差角（devia
tion angle）ΔＡだけずれている。第二ボーリング孔20
における一点と第一ボーリング孔10との間の距離は、水
平面でとられるときは側距離（lateral distance）30,l
と呼ばれる。
第2B図に、Ｖを通り水平NE平面におけるベクトルＨを
通るNEV座標フレームにおける垂直断面すなわち垂直面
を示す。フレーム原点には、HV面として示される前記の
面から上を指しているＥベクトルの矢印の先端が向かっ
ている。第一ボーリング孔10と第二ボーリング孔20のHV
平面における正投影が示されている。
第一ボーリング孔10の方向とＶ方向との間の角度は傾
斜角（inclination−angle）Ｉを形成する。例えば、HV
面において点線10bで示すように、第二ボーリング孔20
の所定の方向が平行な方向である場合には、この第2B図
では、ボーリング孔20は前記の方向から僅かに上方へ偏
差角ΔＩだけずれている。
第二ボーリング孔20における一点と第一ボーリング孔
10との間の距離は、垂直面でとられるときは上向き距離
40,uと呼ばれる。
第二ボーリング孔20が掘削されるべき選択された方向
として、ボーリング孔10に平行な方向が選択される。し
たがって、NE平面内とHV平面内の前記の平行な方向の正
投影、すなわちそれぞれ10a、10bは、ボーリング孔10の
正投影と平行である。どの方向も選択できることは当業
者には明白であろう。
第一ボーリング孔10に隣接して第二ボーリング孔20を
掘削しているときに選択された方向に到達するために、
適当な測定を行って必要な計算と確定を実施し、ボーリ
ング孔掘削作業を制御しなければならない。
第一ボーリング孔10はボーリング孔間距離（interbor
ehole distance）にわたって測定されるのに適した磁極
強度を有する磁化されたケーシング部分を備えているの
で、磁界ベクトルの磁界成分Bx、By、Bzを、第二ボー
リング孔20内に配置された測定器具に固定された上記の
XYZ座標フレームのＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿って整列された一
組の磁力計を用いて、第二ボーリング孔20から測定する
ことができる。前記の磁界成分は一般に磁極強度成分と
地磁界成分から構成される。
さらにまた、ボーリング孔測定器具内に一組の加速度
計を適用して、重力加速度ベクトルの重力加速度成分
gx、gy、gzを測定して、傾斜データの確定を可能にする
ことは、よく知られた技法である。
意外なことに、重力加速度成分と磁界成分のみを有し
て、磁界成分は非較正（non−calibrated）磁極強度値
のみを含み、本発明によって特に方位角と傾斜角を導き
出すことができ、第二ボーリング孔の傾斜掘削作業に関
する正確な制御操作を可能にすることが明白になった。
あらゆる深さdiにおけるBxi、Byi、Bzi、gxi、gyi、g
ziの値を測定した後に、第二ボーリング孔20の傾斜角と
方位角を、例えば米国特許第4163324号に示されている
ように確定することができる。この事例では、第二ボー
リング孔20の確定された角度は、この深さdiにおいて
（Ｉ＋ΔＩ）ｉ及び（Ａ＋ΔＡ）ｉである。
前記の角度と磁界成分から、次の方法によってΔAi値
とΔIi値が得られる。
上で得られたような傾斜角とハイサイド角により、第
1B図に図示されている簡単な方法で、ハイサイド（HS）
成分とハイサイド右（HSR）成分を得ることを可能にす
る。こうして、取り扱うべき磁界成分はBx、By、Bzから
BHS、BHSR、Bzに変更される。
掘削作業と磁界測定は明らかに第一ボーリング孔の特
性に結合されるので、さらなる確定手順と計算手順は、
ベクトル成分とこれらに密接に関連するボーリング孔間
距離に集中する。したがってこれは、上述の角度の他
に、第一ボーリング孔に対する上向き方向と横方向にお
ける成分と距離が確定されることを意味する。前記の方
向はそれぞれ第一ボーリング孔のHS方向とHSR方向とに
一致し、これらはそれぞれ第2A図と第2B図における点線
40と30に沿って方向づけられている。
第2A図と第2B図の10aと10bとしてそれぞれ示されてい
る平行な方向などの、所定の方向に近い第二ボーリング
孔20のための任意の掘削方向については、第2A図におけ
るΔＡ方向も第2B図におけるΔＩ方向も多分、それぞれ
第2B図におけるHV平面または第2A図におけるNE平面の該
当する第一ボーリング孔投影との空間的整合（spatial
alignment）にはない。したがって、第2B図に示すよう
な（90゜−（Ｉ＋ΔＩ））にわたる第一回転を行い、水
平なNE平面における成分を求めて、明白な方位基準（az
imuthal reference）を提供する。
BHSRはそれ自体NE平面にあるので、第2B図に示すよう
なBzとBHSのみが（90゜−（Ｉ＋ΔＩ））回転を受け
て、下記の成分を得る。
B'z＝Bzsin（Ｉ＋ΔＩ）＋BHScos（Ｉ＋ΔＩ）
（１）、及びB'HS＝−Bzcos（Ｉ＋ΔＩ）＋BHSsin（Ｉ
＋ΔＩ） （２）。
B'zとB'HSも第2B図に示す。
ここでNE平面に達したので、第2A図に新しい状況を略
図で示す。上に説明したように、すでに水平面に位置し
たBHSR、及びB'zが示されているが、B'Hzはこの水平面
から上方に向いたとして考えなければならない。このNE
平面では、ΔＡにわたるさらなる回転が実施される。す
なわち第二ボーリング孔のHSR方向から第一ボーリング
孔のHSRまたは横（１）方向に実施される。
こうして下記の成分が結果として得られる。
B"z＝B'zcosΔＡ−BHSRsinΔＡ （３）、及びB'HSR＝B
1＝B'zsinΔＡ＋BHSRcosΔＡ （４）、両成分とも第2A
図に示す。
さらなるステップで、明らかな傾斜基準が得られる。
（90゜−Ｉ）にわたる回転が行われて第2B図の線10bに
達し、こうして得られた成分は方位と既に空間的に整列
している。B"zとB'HSに適用されるこの回転は下記の結
果となる。
B'''z＝B"zsinI−B'HScosI （５）、及び B"HS＝Bu＝B"zcosI＋B'HSsinI （６）、こうして上向
き（ｕ）方向の成分が得られる。
（４）と（６）のそれぞれのB1とBuにおいて、最初の
BHS、BHSR、Bzに置き代えることができ、下記が得られ
る。
B1＝［Bzsin（Ｉ＋ΔＩ）＋BHScos（Ｉ＋ΔＩ）］sinΔ
Ａ＋BHSRcosΔＡ （７）、及び Bu＝｛［Bzsin（Ｉ＋ΔＩ）＋BHScos（Ｉ＋ΔＩ）］cos
ΔＡ−BHSRsinΔＡ｝cosI＋｛−Bzcos（Ｉ＋ΔＩ）＋B
HSsin（Ｉ＋ΔＩ）｝sinI （８）。
この事例では単に小さな偏差のみを仮定する。さらな
る確定のために、これはΔＡは小さいことを意味し、し
たがって近似値cosΔＡ＝１及びsinΔＡ＝ΔＡを採用す
る。この近似値とよく知られている基礎的三角法を適用
すると、結果として下記が得られる。
B1＝［Bzsin（Ｉ＋ΔＩ）＋BHScos（Ｉ＋ΔＩ）］ΔＡ
＋BHSR （９）、及び Bu＝BzsinΔＩ＋BHScosΔＩ−BHSRcosIΔＡ （10）。
通常、測定された成分、すなわち順次BHS、BHSR、Bz
フレームに移されてBuとB1を作るBx、By、Bzは、＝
ｐ＋Ｅ （11） に従って、地磁界Ｅとケーシング部分の磁極強度ｐ
の両方を含む。
上向き及び横方向におけるよく画定された磁極強度成
分Ｂp,u、Ｂp,lに到達するために、測定された成分を地
磁界Ｅについて修正しなければならない。
従来、地磁界は、地球上のほとんどの箇所で知られて
いる北と垂直の方向それぞれにおけるその成分BNとBVに
よって特徴づけられる。一般に、これらのBNとBVをＩ−
Ａ座標系に対して周知の回転にかけることによって、H
S、HSR、及びＺ方向における下記の成分が得られる。
ＢE,HS＝−BVsinI＋BNcosAcosI （12）、ＢE,HSR＝−B
NsinA （13）、及びＢE,Z＝BVcosI＋BNcosAsinI （1
4）。
特に、それぞれ12と13の上向き（u,HS）と横（l,HS
R）方向における成分を、Ｉ−Ａ座標系についても得ら
れる、それぞれ９と10の上記のｌ磁界成分及びｕ−磁
界成分と組み合わせて、前記のよく画定された磁極強度
成分を得ることができる。
こうして、ｐ＝−Ｅ （11'）を使用すると、 下記の磁極強度成分が得られる。
Ｂp,u＝BzsinΔＩ＋BHScosΔＩ−BHSRcosIΔＡ＋BVsinI
−BNcosIcosA （15）、及びＢp,l＝｛Bzsin（Ｉ＋Δ
Ｉ）＋BHScos（Ｉ＋ΔＩ）｝ΔＡ＋BHSR＋BNsinΔＡ
（16）。
第一ボーリング孔のケーシング部分の磁極強度に関し
ては、下記が注目される。すなわち大抵の場合には、ケ
ーシング部分は、産出井のケーシングを形成するために
ボーリング孔の中に配置する前に帯磁される。その結
果、一連の磁極が得られ、これらの各一対は棒磁石とし
て機能する。このようなケーシングは、例えば噴出のと
きにリリーフ井を掘削しなければならないときに、マー
ク（mark）として使用されるのに適している。しかし、
上に説明したように、ボーリング孔の中にケーシング部
分を配置しているときに乱暴な作業条件が発生する。し
たがって、よく画定されたケーシングの帯磁は実質的に
ゆがめられる。さらに、磁気材料は地磁界を受ける。場
所と方向に応じて、材料はそれ自体が帯磁されるか、ま
たはすでに与えられた帯磁が変更される。この観点か
ら、多くの場合、ケーシング部分の本当の帯磁値は未知
であることが明らかになる。
一方、実質的に直線に沿った棒磁石として対となると
想定されるケーシング部分は、基礎物理学で周知の一連
の磁気単極としての近似を可能にする。これは、各深さ
diについて、横及び上向きの磁極強度の磁界値が次の式
で表されることを意味する。
ただし、Pkは第一ボーリング孔に沿った位置zkにおけ
る磁極強度であり、（ｚ−zk）はzkとｚ＝０との間の距
離であり、ｚ＝０は、第一ボーリング孔と第二ボーリン
グ孔内の測定器具との間の最も接近した点である。
本発明によれば、次の式が得られる。
Ｂp,1i/Bp,ui＝1i/ui （19） こうして、この関係は磁極強度値Pkからは独立であ
る。
第2A図と第2B図を再び参照すると、角度ΔＡ、ΔＩに
ついて、深さdiにおける横及び上向きの距離は次のよう
に書くことができる。
li＝li-1＋（di−di-1）・ΔＡ （20）、及びui＝ui-1
＋（di−di-1）・sinΔＩ （21）、ただし、ΔＡは小
さくて、li-1とul-1は先の測定点di-1における横及び上
向きの距離である。
簡単な形式で深さdiについて（15）と（16）を書き直
すと、次のようになる。
Ｂp,ui＝Bul・ΔＡ＋Bu2 （15'）、及び Ｂp,1i＝B11・ΔＡ＋B12 （16'） そして（19）から（21）までを採用すると、次の結果が
得られる。
上の式から、 − ΔＩは傾斜角Ｉと（Ｉ＋ΔＩ）から決定され、これ
らの角度は加速度計を使用して周知の方法で求めること
ができ、 − ΔＡは上に示したように決定されるので、 明らかに、diにおける第二ボーリング孔のすべての方
向データを得ることができる。
本発明の次のステップでは、上に示したような得られ
た方向データを予め決定された方向のデータと比較しな
ければならない。これは、得られたΔＡとΔＩは所定の
範囲ΔA0とΔI0を超えてはならないことを意味する。Δ
A0とΔI0は10゜以下であることが好ましい。
この比較に応じて、ボーリング孔掘削作業をそこまで
は追従する方向で続けることができるか、または横方
向、上向き方向、または両方向に修正しなければならな
い。
上に示した座標系Ｃ及びＤの代わりに、何らかの適当
な一組の座標系を使用することもできる。例えば、単に
Ｃの代わりに従来型のNEVフレームをとることができ
る。さらにまた、個別にＤの代わりに、XYZフレームま
たは円柱座標もとることができる。同じ方法で、上に説
明したようなＩ、Ａ、HS、HSRは通常のパラメータであ
るが、方向パラメータαｉを選択することができる。
さらに別の実施例で、本発明の方法がケーシング部分
の帯磁の強度と方向を決定可能にすることは有利であ
る。こうして、帯磁の実質的なゆがみまたは偏差もしく
はその両方が、ケーシング条件に対して有用な情報を提
供することができる。
さらにまた、ボーリング孔掘削作業の開始時に磁極強
度が知られている場合には、本発明の方法は得られた方
向データに関するチェック手順を可能にするという有利
性があるので、前記の強度に密接に依存して掘削作業を
実施することができる。
何らかの理由で、第二ボーリング孔の選択された方向
が第一ボーリング孔のそれと平行でない場合には、上に
説明した何らかの方法を適用することができる。選択さ
れた方向を準備するために再度Ａ角度とＩ角度を設定
し、（19）を採用することによって、本発明の方法を極
めて有利に適用することができる。この場合には、ボー
リング孔間の距離は磁極強度の測定可能性の点から、あ
まりに大きくなってはならないことを理解すべきであ
る。
この技術分野では、ケーシングの形式に応じて、1800
0μWbまでの磁束を有する磁極強度を得ることができ、
２μＴという低い磁束密度の測定を可能にする。これ
は、横または上向きの距離が約30mを越えないことが好
ましいことを意味する。
本発明の好ましい一実施例では、li/ui≦１である。
こうして、ΔＡの決定誤差の結果は、（19）からわかる
ように最小になる。
さらに、上に説明したような本発明の方法は、正確に
知られた位置を有し、第一ボーリング孔から測定される
ように適合された磁極強度を有する帯磁したケーシング
部分を備えた、第一ボーリング孔の近くのケーシングの
ない第二ボーリング孔の方向と位置を確証するために使
用することができる。この場合、明らかに、ボーリング
孔掘削中の測定は既に掘削されたボーリング孔からの測
定によって代わられる。
上記の他に、上に説明したような本発明の方法を、正
確に知られた位置を有するケーシングのない第二ボーリ
ング孔から測定されるように適合された磁極強度を有す
る帯磁したケーシング部分を備えた、ケーシングのある
第一ボーリング孔の方向と位置を確定するために使用す
ることができる。例えば、第二ボーリング孔がジャイロ
（gyro）掘削制御法によって正確に掘削されるときに
は、逆の作業方法が適用可能である。
本発明の方法が、所望の生産レベルに達するために水
蒸気注入を必要とすることが多いケツ岩質砂岩（shaly
−sand）層に、いくつかの孔を掘削する場合に採用され
るのは有利である。
本発明の様々な変更は、上記の説明から当業者には明
白になろう。添付の特許請求の範囲の中に、このような
変更を含めることにする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 モルダー，エルビラ・ヘンドリカ オランダ国、エヌ・エル−2288・ヘー・ デー・レイスウエイク、フオルメルラー ン・６ (56)参考文献 特開 平５−321568（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E21B 47/022 G01C 7/06 G01C 15/00 G01V 3/26

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】地層の中に形成された隣接ボーリング孔に
    対するボーリング孔の方向を、地層の中で確定するため
    の方法であって、 複数の位置にあるボーリング孔のうちの第一ボーリング
    孔の中に、その長さに沿って、前記のボーリング孔のう
    ちの第二ボーリング孔に達する電磁界を誘導する電磁気
    源手段を配置すること、 第二ボーリング孔の中の選択された深さdiに、前記の電
    磁界を測定することが可能な電磁界測定手段を配置する
    こと、 前記の電磁界を測定するように測定手段を操作するこ
    と、 測定された電磁界から、電磁界の成分を確定すること、
    及び 第一ボーリング孔に対する第二ボーリング孔の方向を示
    す方向パラメータを決定することを備えており、 電磁界の前記の成分が第一ボーリング孔の縦軸に実質的
    に垂直な方向に少なくとも二つの成分を含み、前記の方
    向パラメータが前記の少なくとも二つの成分から決定さ
    れることを特徴とする前記方法。
  2. 【請求項２】第一ボーリング孔が隣接ボーリング孔を形
    成し、第二ボーリング孔が掘削中のボーリング孔を形成
    する請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】少なくとも二つの成分の前記の方向が実質
    的に互いに垂直であり、方向パラメータは前記の二つの
    成分の比を確定することによって決定される請求の範囲
    第１項または第２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記の二つの成分の比は、Ｂ1,i/B2,i＝ｓ
    1,i/s2,iで確定され、ただし、Ｂ1,iとＢ2,iは深さdiに
    おける前記の方向に沿ったそれぞれの電磁界強度成分で
    あり、ｓ1,iとｓ2,iは電磁界測定手段と第一ボーリング
    孔との間の距離の前記の方向に沿ったそれぞれの成分で
    ある請求の範囲第３項に記載の方法。
  5. 【請求項５】電磁気源手段が、前記のボーリング孔を通
    じて前記の電磁気源手段を移動させることによって、前
    記のボーリング孔の長さに沿った複数の位置に置かれる
    請求の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】前記の電磁気源手段が電磁コイルを含む請
    求の範囲第５項に記載の方法。
  7. 【請求項７】電磁気源手段が、第一ボーリング孔の中に
    設置されたケーシングを含み、ケーシングは第一ボーリ
    ング孔の長さに沿った複数の位置で磁化されている請求
    の範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】電磁気源手段によって誘導される電磁界の
    前記の成分を確定するために、測定された電磁界を地磁
    界について修正する請求の範囲第１項から第７項のいず
    れか一項に記載の方法。
  9. 【請求項９】隣接ボーリング孔に対するボーリング孔の
    方向を示す前記の方向パラメータが、前記のボーリング
    孔の方位角間の差である請求の範囲第１項から第８項の
    いずれか一項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】隣接ボーリング孔に実質的に平行に延び
    るように前記のボーリング孔を作る請求の範囲第１項か
    ら第９項のいずれか一項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記のボーリング孔が実質的に水平面内
    で延びている請求の範囲第１項から第10項のいずれか一
    項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】電磁界の前記の成分を確定するステップ
    がデカルト座標系XYZにおける電磁界の成分を確定する
    ことを含み、ここでＺは第二ボーリング孔の縦軸に沿っ
    て方向づけられる請求の範囲第１項から第11項のいずれ
    か一項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】隣接ボーリング孔に対するボーリング孔
    の方向を示す前記の方向パラメータが、前記のボーリン
    グ孔がさらに掘削される方向を決定するために使用され
    る請求の範囲第１項から第12項のいずれか一項に記載の
    方法。
  14. 【請求項１４】地層の中に形成された隣接ボーリング孔
    に対するボーリング孔の方向を、地層の中で確定するた
    めのシステムであって、 複数の位置にあるボーリング孔のうちの第一ボーリング
    孔の中に、その長さに沿って配置されるべき、前記のボ
    ーリング孔のうちの第二ボーリング孔に達する電磁界を
    誘導する電磁気源手段、 第二ボーリング孔の中の選択された深さdiに配置される
    べき、前記の電磁界を測定することが可能な電磁界測定
    手段、 前記の電磁界を測定するように測定手段を操作するため
    の手段、 測定された電磁界から、電磁界の成分を確定するための
    手段、及び 第一ボーリング孔に対する第二ボーリング孔の方向を示
    す方向パラメータを確定するための手段を備えており、 電磁界の前記の成分が第一ボーリング孔の縦軸に実質的
    に垂直な方向に少なくとも二つの成分を含み、方向パラ
    メータを決定するための前記の手段が前記の少なくとも
    二つの成分から方向パラメータを決定することを特徴と
    する前記システム。
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