[發(fā)明專利]具有多個(gè)遙測(cè)子系統(tǒng)的集成井下系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910924972.2
• 申請(qǐng)日: 2014-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN110905489B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿倫·W·洛根;大衛(wèi)·A·斯維策爾;劉繼利;賈斯廷·C·洛根;徐明東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 開拓工程股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/13
• 分類號(hào): E21B47/13;E21B47/135;E21B47/14;H04B3/54;G01V3/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;董娟

井下系統(tǒng)具有多個(gè)遙測(cè)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)被配置成從一個(gè)或更多個(gè)傳感器獲得信息并且在所述多個(gè)遙測(cè)系統(tǒng)中的一個(gè)或更多個(gè)遙測(cè)系統(tǒng)上傳輸信息。可以改變控制器的配置，以改變哪些信息在給定遙測(cè)系統(tǒng)上進(jìn)行傳輸以及如何在給定遙測(cè)系統(tǒng)上傳輸該信息。

本申請(qǐng)為于2015年10月23日提交、申請(qǐng)?zhí)枮?01480023439.4、發(fā)明名稱為“具有多個(gè)遙測(cè)子系統(tǒng)的集成井下系統(tǒng)”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。所述母案申請(qǐng)的國(guó)際申請(qǐng)日為2014年2月25日，國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/CA2014/050133。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求來(lái)自在2013年2月25日提交的標(biāo)題為井下遙測(cè)的美國(guó)申請(qǐng)No.61/768936以及在2013年2月25日提交的標(biāo)題為井下電磁和泥漿脈沖遙測(cè)裝置的美國(guó)申請(qǐng)No.61/769033的優(yōu)先權(quán)，這二者出于所有目的好像完全闡述于本文中一樣通過(guò)引用合并于本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及地下鉆探，具體涉及井下組件與地面裝備之間的井下數(shù)據(jù)獲取和遙測(cè)。實(shí)施方式適用于開采烴類的鉆井。

背景技術(shù)

從地下區(qū)域開采烴類通常涉及鉆制井筒。

井筒是使用對(duì)鉆柱進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的定位于地面的鉆探設(shè)備而形成的，鉆柱從地面設(shè)備最終延伸至感興趣的地層或地下區(qū)域。鉆柱可以在地面下方延伸數(shù)千英尺或數(shù)千米。鉆柱的末端包括用于鉆制井筒(或使井筒延伸)的鉆頭。通常呈鉆井“泥漿”形式的鉆井流體通常被泵送通過(guò)鉆柱。鉆井流體對(duì)鉆頭進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑并且還將鉆屑運(yùn)回至地面。鉆井流體還可以用于幫助控制井底壓力以阻止烴類從地層涌入井筒以及潛在地在地面處噴出。

井底組件(BHA)是對(duì)鉆柱的末端處的設(shè)備提供的名稱。除了鉆頭以外，BHA還可以包括如下元件如：用于控制鉆探方向的裝置(例如，可控井下泥漿電機(jī)或旋轉(zhuǎn)可控系統(tǒng))；用于測(cè)量周圍地質(zhì)層的性質(zhì)的傳感器(例如，用于在測(cè)井中使用的傳感器)；用于在鉆探進(jìn)行時(shí)測(cè)量井下狀況的傳感器；用于將遙測(cè)數(shù)據(jù)傳送至地面的一個(gè)或更多個(gè)系統(tǒng)；穩(wěn)定裝置；加重鉆鋌、脈沖器等。BHA通常通過(guò)一系列的金屬管(鉆桿)而前進(jìn)至井筒中。

現(xiàn)代鉆探系統(tǒng)可能在BHA中或在其他井下位置處包括各種機(jī)械/電子系統(tǒng)中的任意機(jī)械/電子系統(tǒng)。這樣的電子系統(tǒng)可以被封裝為井下探頭的一部分。井下探頭可以包括在井下操作的任何有源的機(jī)械系統(tǒng)、電子系統(tǒng)和/或機(jī)電系統(tǒng)。探頭可以提供包括但不限于下述各種功能中的任何功能：數(shù)據(jù)采集；測(cè)量周圍地質(zhì)層的性質(zhì)(例如，測(cè)井)；控制井下裝備；監(jiān)測(cè)井下裝備的狀態(tài)；定向鉆探應(yīng)用；隨鉆測(cè)量(MWD)應(yīng)用、和/或隨鉆測(cè)井(LWD)應(yīng)用；以及測(cè)量井下流體的性質(zhì)等。探頭可以包括用于執(zhí)行下述操作的一個(gè)或更多個(gè)系統(tǒng)：向地面?zhèn)魉瓦b測(cè)數(shù)據(jù)；通過(guò)傳感器(例如，用于在測(cè)井中使用的傳感器)來(lái)采集數(shù)據(jù)，該傳感器可以包括振動(dòng)傳感器、磁力計(jì)、傾斜計(jì)、加速度計(jì)、核粒子檢測(cè)器、電磁檢測(cè)器、聲檢測(cè)器以及其他傳感器中的一個(gè)或更多個(gè)；獲取圖像；測(cè)量流體流量；確定方向；發(fā)射通過(guò)其他裝置來(lái)檢測(cè)的信號(hào)、粒子或場(chǎng)；與其他井下裝備對(duì)接；對(duì)井下流體進(jìn)行采樣等等。井下探頭通常懸掛在靠近鉆頭的鉆柱的孔中。

井下探頭可以通過(guò)遙測(cè)向地面?zhèn)魉透鞣N信息。遙測(cè)信息對(duì)高效鉆探操作會(huì)是非常寶貴的。例如，鉆機(jī)操作人員可以使用遙測(cè)信息來(lái)做出有關(guān)對(duì)鉆頭進(jìn)行控制以及使鉆頭轉(zhuǎn)向的決定，以基于包括法定邊界、現(xiàn)有井的位置、地層特性、烴類大小和位置等眾多因素來(lái)優(yōu)化鉆探速度和軌跡。

在定向鉆探操作中，鉆頭被轉(zhuǎn)向以使井筒遵循曲線軌跡。在一些情況下，鉆頭通過(guò)位于BHA中的泥漿電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在鉆頭上方的鉆柱部分中可以具有彎曲部，該彎曲部可以被定方位成在期望方向上推動(dòng)鉆頭或者使鉆頭鉆期望方向上偏斜。

為了控制鉆探以使得井筒遵循期望軌跡，如果不必具有關(guān)于鉆頭的當(dāng)前方位的信息則是有價(jià)值的。操作人員可以基于在鉆探過(guò)程期間從井下傳感器收集并且通過(guò)遙測(cè)發(fā)送至地面的信息而在必要時(shí)做出與設(shè)計(jì)路徑的有意偏離。該信息可以實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)進(jìn)行傳輸并且發(fā)揮作用。從井下位置獲得并且發(fā)送可靠數(shù)據(jù)的能力允許相對(duì)更經(jīng)濟(jì)并且更高效的鉆探操作。