[發(fā)明專利]檢測來自井系統(tǒng)的聲音信號

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880106050.0
• 申請日: 2008-07-03
• 公開（公告）號: CN101796262A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 丹尼爾·D·格雷特曼;羅杰·L·舒爾茨;羅伯特·L·皮普金
• 申請（專利權）人: 哈利伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B36/02
• 分類號: E21B36/02;E21B43/24;E21B47/14
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 張浴月;劉文意

相關申請的引用

本申請要求2007年7月6日遞交的美國臨時專利申請No.60/948,346以 及2008年5月14日遞交的美國專利申請No.12/120,633的優(yōu)先權，兩者的內 容通過引用合并于此。

技術領域

本發(fā)明涉及一種井系統(tǒng)及檢測并解析聲音信號的方法。

背景技術

可將處理流體注入到地層（subterranean?formation）中，以便于從地層生 成流體資源。例如，可使用加熱的處理流體（即，熱傳導流體），例如蒸汽， 來降低地層中的流體資源的黏性，從而資源能夠更加自如地流入井眼中并流 到地面。在另一實例中，可將處理流體注入到一個或多個注入井眼中，以將 地層中的流體資源驅向其他井眼。井系統(tǒng)中的部件（包括用于加熱處理流體 和注入處理流體的部件）產生聲音信號。

發(fā)明內容

在某些方案中，加熱流體注入管柱（injection?string）向地下區(qū)域中的井 中注入加熱的處理流體，并產生聲音信號。聲音檢測器檢測所述聲音信號， 并且聲音信號分析器解析所檢測的聲音信號。

在某些方案中，檢測與向地下區(qū)域中的井中注入加熱的處理流體相關地 產生的聲音信號，并且解析所檢測的聲音信號。

在某些方案中，流體注入管柱產生與向地下區(qū)域中的井中注入加熱的處 理流體相關的聲音信號。聲音檢測器檢測所述聲音信號，并且聲音信號分析 器解析所檢測的聲音信號。

實施方案可包括以下特征中的一個或多個。所述聲音信號分析器解析所 檢測的聲音信號，以確定與加熱流體注入管柱、井、或地下區(qū)域中的至少一 個相關的信息。所確定的信息包括與地層的描述（div）、井的完整性、 或流體注入管柱的運行中的至少一個相關的信息。與地層的描述相關的信息 包括與流體分界面的位置或流體分界面的移動中的至少一個相關的信息。與 井的完整性相關的信息包括與井的部件中的裂縫、井中安裝的工具中的裂縫、 井中的流動障礙物、或井中安裝的工具中的流動障礙物中的至少一個相關的 信息。與流體注入管柱的運行相關的信息包括與空氣燃料比、燃燒溫度、燃 燒效率、或流體組成中的至少一個相關的信息。所述系統(tǒng)包括：控制器，被 配置為基于由所述聲音信號分析器提供的信息修改所述流體注入管柱的運行 的至少一個方面。所述流體注入管柱包括流體振蕩器設備、汽笛（whistle）、 或報警器（horn）中的至少一個。所述聲音檢測器包括在多個不同位置安裝 的多個傳感器。所述聲音檢測器包括在井中安裝的傳感器、在地面（terranean surface）安裝的傳感器、或在不同井中安裝的傳感器中的至少一個。所述聲 音檢測器包括直接安裝在所述流體注入管柱的至少一個部件上的至少一個傳 感器。所述流體注入管柱包括安裝在井中的蒸汽發(fā)生器。在多個時間段期間 向井中注入加熱的處理流體，以產生被檢測的聲音信號。解析被檢測的聲音 信號包括：識別所檢測的聲音信號的屬性，所述屬性包括振幅、相位、或頻 率中的至少一個。至少部分地基于所檢測的聲音信號來修改安裝在井中的工 具的運行。解析所檢測的聲音信號包括：識別由流體振蕩器設備產生的聲音 信號的上升沿。檢測所述聲音信號包括：檢測由蒸汽產生器、流體振蕩器、 鳴笛、或報警器中的至少一個產生的聲音信號。檢測所述聲音信號包括：檢 測主聲音信號和二級聲音信號。檢測所述聲音信號包括：檢測反射聲音信號 或檢測穿過的（transmitted）聲音信號中的至少一個。所述聲音信號包括第一 聲音信號，并且檢測和解析第二聲音信號。至少部分地基于所述第一聲音信 號的解析和所述第二聲音信號的解析來識別所述地下區(qū)域中的流體分界面的 移動。識別流體分界面的移動包括：識別蒸汽前緣的移動。將所述第一聲音 信號的屬性與所述第二聲音信號的屬性相比較。識別所述第一聲音信號和所 述第二聲音信號之間的差異。在第一時間段期間檢測所述第一聲音信號，以 及在所述第一時間段之后的第二時間段期間檢測所述第二聲音信號。在相同 的時間段期間檢測所述第一聲音信號和所述第二聲音信號。所述第一聲音信 號包括第一頻率集，以及所述第二聲音信號包括不包含在所述第一頻率集中 的第二頻率集。在第一位置處檢測所述第一聲音信號，以及在第二位置處檢 測所述第二聲音信號。所述流體注入管柱包括：流體振蕩器設備，其包括限 定流體振蕩器設備的內部體積的內表面、進入內部體積的入口、和內部體積 的出口。所述流體振蕩器設備的內表面在運行期間是靜態(tài)的（static），以接 收通過所述入口進入所述內部體積的加熱的處理流體，并隨時間改變通過所 述出口來自所述內部體積的加熱的處理流體的流率。所述流體注入管柱還包 括：附加的流體振蕩器設備和閥，所述閥選擇性地向所述流體振蕩器設備或 所述附加的流體振蕩器設備中的至少一個傳送（communicate）加熱的處理流 體。所述流體振蕩器設備包括：第一汽笛，被配置為產生包括第一頻率范圍 的聲音信號，且所述附加的流體振蕩器設備包括：第二汽笛，被配置為產生 包括第二頻率范圍的聲音信號。所述系統(tǒng)包括：旁路導管，所述閥選擇性地 向所述流體振蕩器設備、所述附加的流體振蕩器設備、或所述旁路導管中的 至少一個傳送加熱的處理流體。