[發(fā)明專(zhuān)利]使用井下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)層地層表征

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780052799.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109642460A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·M·迪斯科;L·宋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/16
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/16;E21B47/12
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李玲

一種用于利用井下無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)層地層表征的系統(tǒng)，包括沿著管狀體(110)部署的至少一個(gè)傳感器(178)；沿著管狀體放置并固定到管狀體的壁的至少一個(gè)傳感器通信節(jié)點(diǎn)(184)，傳感器通信節(jié)點(diǎn)與所述至少一個(gè)傳感器通信并被配置為從其接收信號(hào)；靠近表面放置的頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)(182)；多個(gè)中間通信節(jié)點(diǎn)(180)，沿著管狀體間隔開(kāi)并被配置為在基本上節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的布置中將從所述至少一個(gè)傳感器通信節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)發(fā)送到頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)；位于表面處的接收器(190)，被配置為從頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)；以及頂側(cè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，被構(gòu)造和布置成與頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)通信。還提供了一種用于儲(chǔ)層地層表征的方法。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2016年11月30日提交的標(biāo)題為“Reservoir FormationCharacterization Using A Downhole Wireless Network”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列No.62/428,380和于2016年8月30日提交的標(biāo)題為“Communication Networks,Relay Nodes forCommunication Networks,and Methods of Transmitting Data Among a Plurality ofRelay Nodes”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列No.62/381,330的權(quán)益，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)一般而言涉及沿著管狀體(諸如鋼管)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域。更具體而言，本公開(kāi)涉及用于儲(chǔ)層地層表征的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

在石油和天然氣工業(yè)中，期望從鉆井孔(wellbore)獲得數(shù)據(jù)。已經(jīng)提出了若干實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。一種系統(tǒng)涉及使用固定在管狀體的物理電纜，諸如電導(dǎo)體或光纖電纜。電纜可以固定到或者管道的內(nèi)直徑或者外直徑。電纜提供硬線連接，這允許數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸以及地下條件的立即評(píng)估。另外，這些電纜允許高數(shù)據(jù)傳輸速率和直接向井下傳感器輸送電力。

已經(jīng)提出在完井期間沿著套管柱(casing string)的外側(cè)放置物理電纜。但是，這會(huì)是困難的，因?yàn)檠刂苤胖秒娋€需要在管道連接和磨合期間小心地將數(shù)千英尺的電纜取出并進(jìn)給。另外，在完井中使用硬線需要安裝特別設(shè)計(jì)的、包括用于電線的通孔的井口。

已經(jīng)提出或開(kāi)發(fā)了用于井下通信的各種無(wú)線技術(shù)。此類(lèi)技術(shù)在業(yè)內(nèi)被稱(chēng)為遙測(cè)。存在若干示例，其中電線的安裝可能或者在技術(shù)上困難或者在經(jīng)濟(jì)上不切實(shí)際。在發(fā)生放射性爆破的情況下，或者在管狀體附近的無(wú)線電波的衰減顯著的情況下，無(wú)線電傳輸?shù)氖褂靡矔?huì)是不切實(shí)際的或不可用的。

還建議了使用聲學(xué)遙測(cè)。聲學(xué)遙測(cè)采用在底部鉆具組件或管柱底部處或附近生成的聲學(xué)信號(hào)。信號(hào)通過(guò)鉆井孔管道被發(fā)送，這意味著管道成為聲波的載體介質(zhì)。所發(fā)送的聲波由接收器檢測(cè)并被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)以供分析。

儲(chǔ)層和地層表征對(duì)于生產(chǎn)區(qū)評(píng)估和優(yōu)化是至關(guān)重要的。例如，關(guān)于儲(chǔ)層巖石條件的信息(諸如孔隙度、滲透率和油氣聚集)是重要的儲(chǔ)層特性。了解儲(chǔ)層巖石性質(zhì)對(duì)于開(kāi)發(fā)前景至關(guān)重要。

因而，需要可以被實(shí)時(shí)更新的用于儲(chǔ)層和地層表征的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，提供了一種用于儲(chǔ)層地層表征的系統(tǒng)，包括：沿著管狀體部署的至少一個(gè)傳感器，被配置為感測(cè)指示至少一個(gè)儲(chǔ)層地層特性的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層地層參數(shù)；至少一個(gè)傳感器通信節(jié)點(diǎn)，沿著管狀體放置并固定到管狀體的壁，該傳感器通信節(jié)點(diǎn)與所述至少一個(gè)傳感器通信并被配置為從其接收信號(hào)；靠近表面放置的頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)；多個(gè)中間通信節(jié)點(diǎn)，沿著管狀體間隔開(kāi)并且附連到管狀體的壁，其中所述中間通信節(jié)點(diǎn)被配置為在基本上節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的布置中將從至少一個(gè)傳感器通信節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)發(fā)送到頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)；位于表面處的接收器，被配置為從頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)；以及頂側(cè)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，被構(gòu)造和布置成與頂側(cè)通信節(jié)點(diǎn)通信。

在一些實(shí)施例中，多個(gè)中間通信節(jié)點(diǎn)被配置為發(fā)送聲波、無(wú)線電波、低頻電磁波、感應(yīng)電磁波、光或其組合。