[發明專利]用于隨鉆VSP作業的主子波井下庫

無效

• 申請號: 200810099233.6
• 申請日: 2004-12-17
• 公開（公告）號: CN101281254A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 侯格爾·麥希茲克;周冉
• 申請（專利權）人: 貝克休斯公司
• 主分類號: G01V1/48
• 分類號: G01V1/48
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

本申請是貝克休斯公司提交的、申請日為2004年12月17日、國家申請號為200480042048.3(國際申請號為PCT/US2004/042482)、發明名稱為“用于隨鉆VSP作業的主子波井下庫”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種在用鉆頭鉆探地層的同時確定地層內地質層位置的改良方法。更具體地，涉及一種用于提高參考信號品質的方法。

背景技術

傳統的反射地震學利用表面震源和接收器探測來自地表下阻抗差的反射。由于震源、反射器和接收器之間的傳播路徑較長，經常使所獲圖像的空間精度、分辨率和一致性變壞。特別地，由于地震信號以低的、橫向變化的速度雙路通過高吸收性的近表面風化層，使得地表下圖像質量變差。為了克服這一困難，開發出了一種通常稱作垂直地震剖面(VSP)的技術，對鉆孔附近的地表下成像。利用VSP，使用表面地震源，并用單個的井下接收器或井下接收器陣列接收信號。對不同深度的接收器(或接收器陣列)重復該過程。在偏移VSP(offset?VSP)中，按順序激發多個在空間上相間的震源，從而使成像的距離范圍超過單個震源的能力。

在逆VSP中，震源和接收器的位置互換，也就是說，使用井下震源，并用表面接收器或接收器陣列進行記錄。這種系統的一個具體實例是由Western?Atlas?International有限公司開發的，注冊商標為TOMEX。在該系統中，鉆頭自身用作地震源。使用鉆頭作為地震源的一個問題是震源不可重復。本領域技術人員知道，VSP數據分析優選地使用可重復的震源，以便使得VSP中任何波形的變化都可歸因于地層特性。用鉆頭作為地震源，這是難以實現的。因此，理想的是能夠在分析VSP數據之前適當地對震源變化進行補償。

對震源變化進行適當補償存在的一個問題是鉆井環境中遙感勘測能力極其有限，致使不可能將震源子波的表征信息發送到表面。授予Dubinsky的美國專利6,078,868講授了一種實現隨鉆地震(SWD)測量的方法，該專利與本專利申請的受讓人相同，本文引用其全部內容作為參考，在其方法中，對鉆頭附近井下的參考信號進行分析，用有限數目的傳輸頭(transmission?bit)將有關該信號的信息發送到表面。在一個實施例中，將一個預期鉆頭子波庫(library?of?anticipated?drillbit?wavelet)存儲在井下的存儲器和表面的存儲器內。該預期鉆頭子波庫是基于收集井下鉆頭信號的長期實踐(服務年限)及理論思考，并且實際上也可認為是這些所收集鉆頭信號的數據庫。井下處理器識別出最佳的匹配子波，然后向表面發送識別該子波及縮放因子的編碼。在表面，根據所接收的編碼檢索出最佳匹配子波，然后用檢索出的子波和縮放因子產生重建信號。在另一個實施例中，在井下計算信號的關鍵特征，例如中心頻率、頻率帶寬等，并發送到表面。然后使用這些關鍵特征重建參考信號，然后用它與表面探測的信號相關。一旦完成該相關，則用已知的技術在表面對數據進行分析。

Dubinsky的專利在逆VSP內容中致力于遙感勘測發送到表面的震源子波的問題。本發明是在傳統VSP環境中(也就是表面震源和井下接收器)Dubinsky的裝置和方法的修改。本發明的方法和裝置與Dubinsky的技術還有其它的不同。這些將在下文加以說明。

發明內容

在地層地震勘測系統和方法中，使用可控的震源在第一位置處產生地震波，使地震波傳播通過所述地層。利用井下接收器接收指示正在傳播的地震波的第一信號。將指示所產生地震波的特征的第二信號發送到井下位置。然后用第二信號處理第一信號。第一位置可以位于陸地或水體表面或者附近。選擇地，第一位置可以位于預先存在的井筒內。該方法所接收的信號可以是直接信號或者反射信號。可以產生壓縮或剪切地震信號。第二信號可以是可控震源控制信號的一個參數。選擇地，第二信號至少部分地基于由震源位置附近參考探測器測得的信號。震源可以是掃描頻率源。選擇地，震源可以是氣槍陣列。利用不同深度的測量結果，可以從直接波至(direct?arrival)推導出衰減因子。當在多個深度獲得測量時，可以獲得垂直地震剖面。

在本發明的另一個實施例中，在表面位置或者其附近產生地震波。由位于淺層深度的井底組件(BHA)上的接收器接收的信號確定參考子波。然后使用該參考子波確定位于更深位置處BHA的直接信號的到達時間。該參考子波可以在每個深度加以更新。

附圖說明

參考附圖將能夠最好地理解本發明，其中相似的數字表示相似的元件，其中：