基于来自井筒中的多个工具深度测量值检测地层边界位置的制作方法_2

文档序号:9529037阅读:来源:国知局
测井工具102的至少两个不同原始测量值进行确定。例如,可需要两个原 始测量值来降低不确定性。在一些情况下,测井工具102获得井筒104中的单个测井位置 处的两个或更多个原始测量值,并将全部原始测量值发送至计算子系统110进行分析(例 如,进行至地层边界距离计算)。
[0038] 在一些情况下,计算子系统110可使用反演技术,该反演技术对关于井筒104中的 单独测井位置的单个原始测量值起作用。存在以下多种情况:即计算子系统110处仅有一 个关于测井位置的原始测量值可用。例如,遥测技术约束(例如,数据传输速度、带宽、数据 损坏等)可能会限制从测井工具102实时(或在其它时间考虑因素内)发送至计算子系统 110的数据量。举另一实例来说,关于测井位置的原始测量值中的一些可例如由于靠近地表 下层的中心位置处的平衡电效应而过弱。
[0039] 在一些实施方式中,计算子系统110可使用稳健的反演技术,以便基于井筒104中 的不同测井工具位置处的电阻率测量值之间的差来确定至地层边界距离(DTBB)。在一些 情况下,稳健的反演技术可利用来自测井位置的每一个的一个测量值实时识别至上部地层 边界和下部地层边界的距离。例如,计算子系统110可使用关于第一测井位置的单个原始 测量值以及该原始测量值相关于第二(先前)测井位置的梯度来确定两个未知的距离(例 如,至上部边界和下部边界的距离)。
[0040] 图2为示例性计算系统200的示图。示例性计算系统200可以与图1A的计算子 系统110相同的方式使用,或示例性计算系统200可以另一方式使用。在一些情况下,示例 性计算系统200可连同布井系统(例如,图1A中示出的布井系统100) -起操作,且可定位 在或定位靠近布井系统的一个或多个钻井或定位在远程位置处。计算系统200的全部或部 分可独立于布井系统操作。
[0041] 图2中示出的示例性计算系统200包括由总线165可通信地联接的存储器150、处 理器160和输入/输出控制器170。存储器150可包括例如随机存取存储器(RAM)、存储装 置(例如,可写只读存储器(ROM)或其它)、硬盘或另一类型的存储介质。计算子系统110 可被预编程,或其可通过从另一源(例如,从CD-ROM、通过数据网络从另一计算机装置或以 其它方式)加载程序进行编程(和重新编程)。
[0042] 在一些实例中,输入/输出控制器170联接至输入/输出装置(例如,监视器175、 鼠标、键盘或其它输入/输出装置)和通信链路180。输入/输出装置通过通信链路接收和 发送呈模拟或数字形式的数据,所述通信链路诸如串行链路、无线链路(例如,红外、射频 或其它),、并联链路或另一类型的链路。
[0043] 通信链路180可包括任意类型的通信通道、连接器、数据通信网络或其它链路。例 如,通信链路180可包括无线或有线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、私用网络、公用网络 (诸如,互联网)、WiFi网络、包括卫星链路的网络或另一类型的数据通信网络。
[0044] 存储器150可存储与操作系统、计算机应用程序和其它资源相关联的指令(例如, 计算机代码)。存储器150还可存储应用程序数据和数据对象,所述数据对象可由在计算系 统200上运行的一个或多个应用程序或虚拟机器解释。如图2中所示,示例性存储器150 包括测井数据151、层数据152、其它数据153和应用程序154。存储器150中的数据和应用 程序可存储为任何合适的形式或格式。
[0045] 测井数据151可包括来自测井工具的测量值和其它数据。在一些情况下,测井数 据151包括关于井筒中的多个不同测井点的每一个的一个或多个测量值。例如,当获得了 给定测量值时,与所述给定测量值相关联的测井点可为测井工具的参考点的位置。
[0046] 测井数据151可包括来源于一个或多个测量值的信息。例如,测井数据151可包 括来自每个测井点的测量值之间的差以及来源于原始测量值的其它类型的信息。测井数据 151中的每个测量值和相关联信息可包括原始数据或处理的数据或其组合。每个测量值可 包括由在一个或多个信号频率下操作的一个或多个发送器-接收器对获得的数据。每个测 量值可包括由以一个或多个发送器-接收器间隔操作的多个发送器-接收器对获得的数 据。
[0047] 层数据152可包括地表下层上的信息。例如,层数据152可包括描述电阻率、大小、 深度、体积、几何结构、展布范围、孔隙率、压力的信息和关于地表下层的其它信息。在一些 实施方式中,层数据152包括由反演引擎生成的信息。例如,层数据152可包括来源于电阻 率测量值和测井数据151中的其它信息的至地层边界的距离信息。因此,层数据152可包 括与一个或多个测井点相关联的信息。例如,层数据152可指示从测井点至一个或多个层 边界的距离。
[0048] 其它数据153可包括由应用程序154使用的、生成的或另外与该应用程序154其 相关联的其它信息。例如,其它数据153可包括模拟数据或其它信息,所述模拟数据或其它 信息可被反演引擎用来根据测井数据151产生层数据152。
[0049] 应用程序154可包括软件应用程序、脚本、程序、功能、可执行文件或由处理器160 解释或执行的其它模块。例如,应用程序154可包括反演引擎、梯度计算器和其它类型的模 块。应用程序154可包括用于执行与图5至图7有关的操作中的一个或多个的机器可读指 令。
[0050] 应用程序154可从存储器150、从另一本地源或从一个或多个远程源(例如,通过 通信链路180)获得输入数据,诸如测井数据、模拟数据或其它类型的输入数据。应用程序 154可生成输出数据并将输出数据存储在存储器150中,存储在另一本地介质中或存储在 一个或多个远程装置中(例如,通过借助于通信链路180发送输出数据)。
[0051] 处理器160可执行指令,以便例如基于数据输入生成输出数据。例如,处理器160 可通过执行或解释软件、脚本、程序、功能、可执行文件或应用程序154中所包含的其它模 块来运行应用程序154。处理器160可执行与图5至图7有关的操作中的一个或多个。由 处理器160接收的输入数据或由处理器160生成的输出数据可包括测井数据151、层数据 152或其它数据153中的任一个。
[0052] 图3为示例性电阻率测井工具300的示图。示例性电阻率测井工具300可在图1A 中示出的电阻率测井系统108中使用,例如以与测井工具102、测井工具102的组分相同的 方式的使用,或以另一方式使用。示例性电阻率测井工具300可在其它类型的系统(包括 其它类型的电阻率测井系统)或其它情境中(例如,在其它类型的布井系统中)使用。
[0053] 大体而言,定向电阻率工具具有沿该工具隔开的(N)个倾斜或同轴发送器天线 m,…,TN,以及在轴向上与发送器天线间隔开的且彼此间隔开的(Ν')个倾斜或同轴 接收器天线Ri,R2,R3,…,RN,。"在一些情况下,在电阻率测井工具已经被放置在井筒中之 后,工具可旋转并收集由多间隔和多频率电源发送器激发的接收器测量值。由不同频率和 间隔的定向电阻率工具获得的测量值可具有不同的地层参数灵敏度和不同的检测能力,即 使是对于相同的参数。在一些情况下,长发送器/接收器间隔执行用于地层边界和围岩电 阻率的深度测量,而短发送器/接收器间隔提供局部区域的准确信息。
[0054] 示例性电阻率测井工具300为定向电阻率工具的一个实例。示例性电阻率测井 工具300包括工具主体303、六个发送器302a、302b、302c、302d、302e、302f和三个接收器 304a、304b、304c。电阻率测井工具可包括额外特征,诸如像用于控制发送器和接收器的操 作的数据处理设备,用于为发送器和接收器供电的电源,用于处理来自发送器和接收器的 数据的计算子系统,用于与外部系统通信的遥测系统等。电阻率测井工具可包括不同数量 的发送器、不同数量的接收器或二者,且发送器和接收器可如图3中所示进行布置,或呈另 一类型的布置。
[0055] 工具主体303可包括:结构;组分;或用于支撑发送器、接收器的组件以及电阻率 测井工具300的可能的其它组分。工具主体303可连接至电阻率测井系统的其它组分,诸 如像钻井组件、电缆组件或另一类型的组分。图3中示出的示例性工具主体303界定电阻 率测井工具300的纵向轴,且每个发送器或接收器固定在沿该纵向轴的不同位置处。
[0056] 在操作期间,工具主体303可在井筒内移动通过一系列测井点。在每个测井点处, 发送器和接收器中的一些或全部可在一个或多个信号频率下操作以便收集电阻率数据,所 述电阻率数据可在电阻率测井工具300处处理,发送至另一系统进行处理或以上二者。
[0057] 在以下讨论中,发送器 302&、30213、302(3、302(1、3026和 302€分别称为1'1、1'2、1'3、 T3,、T2,和IV,且接收器304a、304b和304c分别称为&、私和R 3。大体而言,发送器元素 和接收器元素可以相对于电阻率测井工具300的纵向轴的任何角度进行设置。在图3中示 出的实例中,发送器1'1、1'2、1'3、1'3,、1' 2,和1'1,分别与该纵向轴同轴,且接收器元素1?1、1?2和1? 3以相对于纵向轴的45度角倾斜。在一些情况下,发送器可倾斜且接收器可同轴;并且在一 些情况下,发送器和接收器均倾斜,且发送器和接收器的倾斜角可相同或不同。除此之外, 发送器和接收器的角色可互换。可使用呈其它构造的发送器元素和接收器元素。
[0058] 天线的沿纵向轴的间隔可依据长度参数X进行陈述。在示例性电阻率测井工具 300的一些实施方式中,长度参数X等于16英寸;也可使用另一长度参数值。在图3中示出 的实例中,沿纵向轴从接收器天线札和1?2的中心之间的中间点进行测量,发送器T 3和T 3? 定位在± lx (例如,±16英寸)处,发送器^和!^,定位在±2x(例如,±32英寸)处,且 发送器!\和T 1(定位在±3x(例如,±48英寸)处;接收器天线札和R2定位在±x/4(例 如,±4英寸)处,且接收器天线R3定位在-4x(例如,-64英寸)处。发送器和接收器可放 置在不同位置处。
[0059] 长度参数和间隔系数可视需要变化,以便提供更大或更小的探测深度、更高的空 间分辨率或更高的信噪比。在说明的间隔下,可在倾斜接收器天线对Ri-R2以及等距隔开的 每一个相应发送器对Ti-IV ;T2-T2( ;T3-T3(之间的间隔为lx、2x和3x的情况下进行对称电 阻率测量。除此之外,可在倾斜接收器天线私与相应发送器1'1、1'2、1'3、1' 3(、1'2?,和1'1?之间 的间隔为lx、2X、3x、5X、6x和7x的情况下进行非对称电阻率测量。在一些情况下,该间隔 配置提供多功能性,促成用于地层边界检测的深度(但非对称)测量和用于准确方位电阻 率确定的对称测量。
[0060] 在操作的一些方面中,六个发送器1\、T2、T3、T 3,、Τ2,和IV中的每一个可依次通 电,且三个接收器线圈&、1?2和1?3中的每一个感生的产生电压的相位和幅值可进行测量。当 工具在井筒中的给定测井位置处旋转时,可获得对全方位旋转(
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