随钻测井(lwd)转向可视化工具方法和系统的制作方法

文档序号:9476099阅读:699来源:国知局
随钻测井(lwd)转向可视化工具方法和系统的制作方法
【专利说明】随钻测井(LWD)转向可视化工具方法和系统
[000。 发明背景
[0002] 在过去,在钻入岩层之前,已经对岩层的特性进行了估计、建模或预测。然而,通常 不知道岩层的特定部分的实际特性,直到钻头钻入岩层的该部分。因此,在运种情况下,操 作者不能在钻头切入岩层之前基于对岩层的实际特性的预先了解而作出主动或预先决定。
[0003] 附图简述
[0004] 因此,本文公开了各种随钻测井(LWD)转向可视化工具系统和方法。
[0005] 图1示出说明性随钻测井(LWD)环境。
[0006] 图2示出用于管理包括转向可视化选项的测井操作的说明性计算机系统。
[0007] 图3示出地下环境中的LWD工具连同各个受关注的参数的说明图。
[000引图4示出LWD可视化系统的框图。
[0009] 图5A至图抓示出转向可视化工具的说明性视图选项。
[0010] 图6是LWD可视化系统的说明性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011] 图1中代表地和示意地示出随钻测井(LWD)环境。在图1中,钻井平台2支撑具 有用于升高和降低钻柱8的移动滑车6的井架4。钻柱杆10在其降低通过旋转台12时支 撑钻柱8的剩余部分。旋转台12使钻柱8旋转,由此使钻头14转动。在钻头14旋转时, 其会产生穿过各个岩层18的钻孔16。累20使钻井液循环通过供给管22到达钻杆10、在 井下通过钻柱8的内部、通过钻头14中的孔、经由钻柱8周围的环隙9回到地面,并进入存 储池24。钻井液将钻屑从钻孔16输送到存储池24中并有助于保持钻孔的完整性。根据工 作要求,钻井液可W是油基(具有高电阻率)或水基(具有低电阻率)。
[0012] 钻头14仅仅是一件开放孔LWD总成,其包括一个或多个钻挺26和测井工具28。 钻挺26是厚壁钢管段,其在钻井过程提供重量和刚性。测井工具28 (其可内置到钻挺中) 收集各个钻井或岩层参数的测量。作为一个实施例,测井仪器28可被结合到钻头14附近 的井底钻具总成中W收集前方和/或周围的测量。如本文所述,所收集的测量可被绘图并 用于操纵钻柱8。
[0013] 可通过遥测潜入装置(例如,内置于测井工具28中)获取测井工具28的测量W 将其存储在内部存储器和/或经由通信链路发送到地面。泥浆脉冲遥测是一项普通技术, 其用于提供用于将测井测量传送到地面接收器30并用于从地面接收命令的通信链路,但 也可使用其它遥测技术。
[0014] 根据实施方案,从测井工具28收集的测量可由W各种视图选项执行转向可视化 软件工具的计算机系统处理。图2示出用于管理测井操作和/或转向可视化选项的说明性 计算机系统43。计算机系统43可对应于例如图1的LWD系统的现场测井设施,或接收来自 运样测井设施的测井测量的远程计算系统。计算机系统43可包括接收运样测井测量的有 线或无线通信接口。如图所示,说明性计算机系统43包括具有禪接到显示装置48和用户 输入装置50的计算机机箱46的用户工作站51。计算机机箱46包括一个或多个信息存储 装置,其用于访问软件(图2中所示的可移动非瞬时信息存储介质52的形式),该软件配置 计算机系统W与用户交互,从而使用户能够处理测井数据,且在本地测井设施的情况下管 理包括分析井孔条件的测井操作。软件还可W是通过网络(例如经由互联网)访问的可下 载软件。在一些实施方案中,说明性计算机系统43执行转向可视化软件,其提供各种视图 选项W促进岩层分析和LWD转向决定。
[0015] 图3示出具有多个岩层床或层18A-18D和地床边界90A-90E的地下环境中的测井 工具28的说明图。虽然岩层床18A-18D和地床边界90A-90E由直线表示为二维(2D)图像, 但是应理解,地下环境通常具有倾斜或弯曲的岩层床和地床边界。
[0016] 在图3中,示出各个方向箭头。箭头70表示到径向向外延伸的测井工具28的侧 面的方向,箭头72表示测井工具28前方的方向,箭头74表示从测井工具28向下延伸的真 垂直方向,且箭头76表示从测井工具28横向延伸的真水平方向。图3中也示出各种角度, 包括角度80 (其对应于测井工具28的相对倾角(即,箭头74和箭头72之间的角度)),和 角度82 (其对应于相对于工具方位参考点的地床边界90C的方位)。
[0017] 图3中还示出指示测井工具28和不同地床边界之间的垂直距离的各个箭头。更 具体而言,箭头80表示测井工具28和地床边界90B之间的垂直距离,箭头82表示测井工 具28和地床边界90A之间的垂直距离,箭头84表示测井工具28和地床边界90C之间的垂 直距离,且箭头86表示测井工具28和地床边界90D之间的垂直距离。
[0018] 根据一些实施方案,由接收钻头前方和/或钻头周围的测量的转向可视化软件绘 图或映射距离信息和角度信息(诸如图3中描述的距离和角度)。不受限制,由转向可视化 软件显示或表示的参数可包括物理参数,诸如工具定向、岩层电阻率值、垂直电阻率、水平 电阻率、相对倾角、相对方位角、地床倾斜、地床方位、钻井路径、与地床边界的距离、含水饱 和度和岩层孔隙度。此外,信任参数(诸如不确定性估计、反演型信息,和/或比较信息) 可由转向可视化软件显示或表示。通过显示或表示物理参数和信任参数,如本文所述,转向 可视化软件使LWD操作者对LWD工具作出转向决定或查看过去的转向操作。
[0019] 图4示出说明性LWD可视化系统400的框图。LWD可视化系统400包括具有用于 收集钻头前方和/或钻头周围的测量的前方/周围系统442的测井工具440 (例如,测井 工具28)。测井工具440还包括用于存储所收集的测量和/或用于存储测井指令的存储器 444。测井工具440的通信接口 446使钻头前方和/或钻头周围的测量数据能够被传送到 地面通信接口 430。地面通信接口 430将钻头前方和/或钻头周围的测量数据提供到地面 计算机402。
[0020] 如图4中所示,地面计算机402包括处理器404,其禪接到显示器405、输入装置 406,和存储介质408。显示器405和输入装置406功能是作为用户界面,其使LWD操作者能 够查看信息并输入转向命令或接口选项命令(控制如何查看信息)。存储介质408存储转 向可视化软件工具410,当由处理器404执行时,所述转向可视化软件工具基于由测井工具 440收集的钻头前方和/或钻头周围的测量提供各种视图选项416。
[0021] 在一些实施方案中,输入装置406包括触摸屏、鼠标和/或键盘,运些可通过用户 接口操作W提供用户输入W在不同视图之间切换、W显示多个视图、W启用不同视图特征, 和/或禁用不同视图特征。此外,输入装置406使操作者能够与转向可视化界面交互,运可 协助操作者使用本文所述的一个或多个视图作出转向决定。
[0022] 视图选项416包括各种二维(2D)或=维(3D)数据图选项,在该选项中,工具位置 /定向和岩层特性(例如,电阻率或电磁导通率)由颜色、图案和/或形状表示。特定岩层 材料也可通过颜色、图案和/或形状识别。在一些实施方案中,用于表示岩层特性的图案或 形状具有表示各向同性岩层特性的默认外观和表示各向异性岩层特性的缩放外观(相对 于默认外观)。2D/3D数据图选项可包括使用箭头、线和/或带来表示方向和距离(例如,钻 头和地床边界之间的方向和距离)。2D/3D数据图选项还可包括对所显示或表示的数据的 不确定性估计。在一些实施方案中,通过改变所显示的数据的透明度(透明度越高表示不 确定性越高)、改变所显示的数据的阴影,或通过显示所显示的数据的不确定性的区域来表 示不确定性。2D/3D数据图选项还可包括显示对应于不同反演的数据与反演标识符。2D/3D 数据图选项还包括延伸超出视图边界的包覆绘图数据。2D/3D数据图选项还可包括显示地 床边界和钻头之间的距离和方向的雷达式图。
[0023] 在一些实施方案中,存储介质408存储指令,当由处理器404执行时,所述指令使 处理器404显示具有如本文所述的视图特征和/或选项的视图。当由处理器404执行时, 指令还可使处理器404响应于用户请求在不同视图之间切换。当由处理器404执行时,指 令还可使处理器404响应于用户请求显示多个视图。当由处理器404执行时,指令可进一 步使处理器404响应于用户请求启用或禁用不同视图特征。
[0024] 本文所述的视图选项416基于用于转向可视化软件工具410的反演选项412和对 应的不确定性计算41
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