[發明專利]方位角隨鉆測量（MWD）工具

有效

• 申請號: 200880018008.3
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101730855A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 保羅·L·辛克萊;托馬斯·A·斯普林格
• 申請（專利權）人: CBG公司
• 主分類號: G01V1/40
• 分類號: G01V1/40
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李曉冬;南霆

技術領域

本發明涉及隨鉆測量(MWD)測井的領域，具體地用于油氣開發與 勘探。

背景技術

測井是用來測量地下地質構造的諸如電阻率之類的一個或多個特性的 技術。這樣的測量可例如用來確定鉆頭周圍的地下構造的類型。因此，測 井向從事于油氣勘探和開采、以及諸如采礦之類的類似領域的工程師和地 質學家提供有用的信息。

可通過誘導電流在構造中流動然后選擇性地測量電流分布來執行測 井。已開發了用于執行測井的幾種不同技術。例如，裸眼井測井涉及從井 眼移除鉆桿和鉆頭，然后降下裸眼井(open-hole)測井工具進入井眼以獲 得所希望的測量。

也已經開發了隨鉆測量(MWD，也作為隨鉆測井而已知)系統。這 些MWD系統與裸眼井測井的不同在于當鉆桿在井眼中的同時可獲得測 量。MWD系統允許諸如電阻率之類的測井信息在構造被鉆頭穿入之后很 快在構造中得到測量。這提供了基本“實時”的信息，(a)該信息是在 構造被鉆井液的流入或其他因素大體變更之前獲得的，并且(b)該信息 可被鉆探者用來控制鉆井操作，例如通過引導鉆頭以便穿入(或以便不穿 入)由MWD系統檢測到的所選構造。MWD系統通常包括部署在位于鉆 頭附近的鉆桿的部件中或部署在位于鉆頭附近的鉆桿的部件上的發送器和 傳感器。

一些現有MWD系統已開發了判斷鉆頭是否正在接近構造內的異常的 技術。然而，這些技術一般缺乏精確確定(pinpoint)異常相對于鉆頭的位 置的能力。這樣的技術還缺乏在鉆頭的一側的更導電的異常與鉆頭的另一 側的更不導電的異常之間進行區別的能力。因此，用在MWD系統中的改 進技術是所希望的。

發明內容

公開了用于確定描述了地質構造內的異常的位置的距離、幅度和方位 角的各種系統和方法。在一個實施例中，一種方法涉及識別隨鉆測量 (MWD)工具中的幾個傳感器中的每一個處的電特性(例如電阻率或電 導率)。基于電特性，生成標識異常的構造性質的信息。該信息包括至少 一個幅度和至少一個距離。標識方位角的信息也基于電特性來生成。方位 角將異常的構造的位置與MWD工具中的第一傳感器的位置相聯系。方位 角可用來計算將異常的位置與已知方向(例如磁北或重力向量)相聯系的 相對角。

在電特性是電導率的實施例中，該信息可通過計算近電流與遠電流的 比來生成。近電流由最靠近異常的傳感器接收，而遠電流由離異常最遠的 傳感器接收。基于所計算的比，然后可從查找表中獲得幅度和距離。

所述方法還可涉及判斷異常相比周圍的地質構造是更導電的還是更不 導電的。此判斷可基于指示了由構造中的MWD工具檢測的歷史的電導率 的信息來進行。可替代地，此判斷可涉及識別哪個傳感器正在接收最大或 最小量的電流。

如果異常比地質構造更導電，則可通過生成每個傳感器的電導率值、 計算與在MWD工具的相對側的第一對傳感器相關聯的電導率值之間的第 一差、計算與在MWD工具的相對側的第二對傳感器相關聯的電導率值之 間的第二差、然后計算第一差與第二差的比的反正切，來標識方位角。

代替地如果異常比地質構造更不導電，則可通過生成每個傳感器的電 阻率值、計算與在MWD工具的相對側的第一對傳感器相關聯的電阻率值 之間的第一差、計算與在MWD工具的相對側的第二對傳感器相關聯的電 阻率值之間的第二差、然后計算第一差與第二差的比的反正切，來標識方 位角。

可從該信息生成圖形顯示。例如，基于幅度、距離和方位角的圖形可 被生成并且被顯示在極坐標顯示上。極坐標顯示的中心與MWD工具位于 的井眼的位置相對應，并且因此圖形示出了異常(或者異常的一組可能的 位置)相對于井眼的位置。在一個實施例中，圖形包括一個或多個區域。 每個區域表示具有不同的電導率的地質構造的一部分，并且與該信息中包 括的一個或多個幅度和距離對中的分別一對相對應(每個幅度和距離對與 異常的各個可能的電導率相對應)。

一個或多個帶(每個都與異常的各個可能的電導率相對應)可顯示在 極坐標顯示上。可通過基于方位角標識切線來確定帶之間的邊界。切線與 具有等于距離之一的半徑的圓相交。由切線形成邊界的帶然后可在極坐標 顯示上被標記。