«Proceedings of Gubkin University»

PROSPECTS OF USING DOWNHOLE GEORADAR FOR GEONAVIGATION WHILE DRILLING OIL AND GAS WELLS

UDC: 622.276.031:532.11 (571.56)
DOI: -

Authors:

¹ Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University, Leninskiy prospect, 65, 119991, Moscow, Russian Federation
² NPO SNGS Ltd, Dmitrovsky proezd, d. 10, bld. 1, 107422, Moscow, Russian Federation
³ LLC NPF “Geoscan”, ul. Rakhova, d. 187/213, 410005, Saratov, Russian Federation

Keywords: georadiolocation, geonavigation, horizontal wells, GIS, GIS-drilling, water-oil contact, gas-water contact

Annotation:

The analysis of the current state of exploration of the geological environment by borehole georadars is made on the basis of which the prospects for using the available modern technical solutions and techniques for processing and interpreting the information are given. These are adaptated to oil and gas fields during well construction. The main physico-geological models of productive layers, characteristic for the geological structure of gas, gas-condensate and oil deposits, are considered. In the process of work, modeling was used, including the use of special physical models. Based on the results of the research, conclusions were drawn about the most optimal way of development and introduction of a new technology, i.e. the creation of an instrumentation and methodological complex for geonavigation of well bores using georadars.

Bibliography:

1. Штунь С.Ю., Ракитин М.В. Можно ли обогнать зарубежные компании в области ГИС-бурения (MWD&LWD)?//Бурение и нефть. — 2016. — № 10. — С. 16-20.
2. Горбачев Ю.Н. Геофизические исследования скважин. — М.: Недра, 1990. — 398 с.
3. Эпов М.И., Глинских В.Н. Электромагнитный каротаж: моделирование и инверсия. — Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2005. — 100 с.
4. Кожевников С.В., Дузин В.И. Каждому типу модели — свой класс каротажа//Нефтесер- вис. — 2008. — № 1 (8). — С. 52-54.
5. Финкельштейн М.И., Кутев В.А., Золотарев В.П. Применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии. — М.: Недра, 1986. — 128 с.
6. Владов М.Л., Старовойтов А.В. Введение в георадиолокацию: Учебное пособие. — М.: Издательство МГУ, 2004. — 153 с.
7. Кутев В., Карпухин В., Финкельштейн М. Подповерхностная радиолокация. — М.: Радио и Связь, 1994. — 216 с.
8. Вопросы подповерхностной радиолокации/Под ред. А.Ю. Гринева. — М.: Радиотехника, 2005. — 416 с.
9. Эпов М.И., Миронов В.Л., Музалевский К.В. Сверхширокополосное электромагнит- ное зондирование нефтегазового коллектора. — Новосибирск: Издательство СО РАН, 2011. — 114 с.
10. Попов С.Б., Ярмахов И.Г. Математическое моделирование при зондировании околоскважинного пространства приборами со сверхкороткими электромагнитными импульсами. — Препринты ИПМ имени М.В. Келдыша. — 2013. — № 10. — 32 с. URL: http://library. keldysh.ru/preprint.asp?id=2013-10
11. Эпов М.И., Савин И.В., Миронов В.Л. Спектроскопические характеристики диэлектрической проницаемости влажных горных пород//Материалы XII Междунар. науч. конф. «Решетневские чтения». — Красноярск, 10–12 ноября 2008. — С. 116–117.
12. Эпов М.И., Миронов В.Л., Бобров П.П., Савин И.В., Репин А.В. Исследование диэлектрической проницаемости нефтесодержащих пород в диапазоне частот 0,05–16 ГГц//Геология и геофизика. — 2009. — Т. 50. — № 5. — С. 630–647.
13. Ebihara S., Kiso M. Frequency Spectrum Change of Borehole Radar Signals and Blind Separation//Proceedings of the Tenth International Conference on Ground Penetrating Radar. — Delft, The Netherlands, 21–24 June, 2004. — P. 257–260.
14. Hue Y.-K., Teixeira F.L., San Martin L.E., Bittar M. Modelling of EM Logging Tools in Arbitrary 3-D Borehole Geometries Using PML-FDTD//IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing. — 2005. — Vol. 2. — No. 1. — P. 78–81.
15. Ebihara S., Hashimoto Y. MoM Analysis of Dipole Antennas in Crosshole Borehole Radar and Field Experiments//IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 2007. — No. 10. — P. 2435–2450.
16. Kerimov A., Kopeikin V. The inverse problem for GPR of impulse type via optimal control theory. Proceedings of 7th International Conference on GPR. Lawrence, 1998. — Vol. 1. — P. 309–312.
17. Ground Penetrating Radar/edited by David J. Daniels. — London, 2004.
18. Ebihara S., Nagoya K., Abe N., Toida M. Experimental studies for monitoring water-level by dipole-antenna array radar fixed in the subsurface//Near Surface Geophysics. — 2006. — P. 89–96.
19. Miwa T., Sato M., Niitsuma H. Enhancement of Reflected Waves in Single-Hole Polarimetric Borehole Radar Measurement//IEEE Trans. On Antennas and Propagation. — 2000. — Vol. 49. — No. 9. — P. 1430–1437.
20. Thierbach R. Analysis of a Borehole Radar in Cross-Hole Mode // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 1991. — Vol. 29. — No. 6. — P. 899–904.
21. Ebihara S. Analysis of Eccentered dipole antenna for borehole radar//IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 2009. — Vol. 47. — No. 4. — P. 1073–1088.
22. Ellefsen K.J., Abraham J.D., Wright D.L., Mazzellaz A.T. Numerical study of electromagnetic waves generated by a prototype dielectric logging tool // Geophysics. — 2004. — Vol. 69. — No. 1. — P. 64–77.
23. Ebihara S. Directional Borehole Radar With Dipole Antenna Array Using Optical Modulators//IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 2004. — Vol. 42. — No. 1. — P. 45–58.
24. Ebihara S., Note M., Nakatsuka T., Hanaoka H. Estimation of Electromagnetic Parameters by Linear Dipole Array in a Borehole//Proceedings of the 12th International Conference on Ground Penetrating Radar. — University of Birmingham, United Kingdom, June 16–19. — 2008.
25. Hansen T.B. The Far Field of a Borehole Radar and Its Reflection at a Planar Interface// IEEE Trans. On Geoscience and Remote sensing. — 1999. — Vol. 37. — No. 4. — P. 1940–1950.
26. Chen Y.-H., Coates R.T., Chew W.C. FDTD Modeling and Analysis of a Broadband Antenna Suitable for Oil-Field Imaging While Drilling//IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sen- sing. — 2002. — Vol. 40. — No. 2. — P. 434–442.
27. Xia J. Method and apparatus for logging underground formations using radar. — 1996. September 3. — U.S. Patent 5 552–786.
28. Sixin L., Motoyuki S. Electromagnetic Logging Technique Based on Borehole Radar// IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 2002. — Vol. 40. — No. 9. — P. 2083— 2092.
29. Takayama T., Sato M. A Novel Direction-Finding Algorithm for Directional Borehole Radar//IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. — 2007. — Vol. 45. — No. 8. — P. 2520–2528.