估计岩层参数的方法和系统的制作方法
【专利摘要】估计岩层参数。说明性实施例的至少一些是包括以下步骤的方法：将来自多个第一实际钻孔的多个第一实际记录结合，每一个实际钻孔与至少一个实际记录相关，从而沿着第一等效路径创建第一等效记录；将来自多个第二实际钻孔的多个第二实际记录结合，多个第二实际钻孔的每一个实际钻孔与多个第二实际记录的至少一个实际记录相关，从而沿着第二等效路径创建第二等效记录；以及沿着建议钻孔路径估计一个或多个岩层的参数的多个值，每一个值与沿着所述建议钻孔路径的不同深度相关，该估计使用该等效记录。
【专利说明】估计岩层参数的方法和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]无。
【背景技术】
[0003]识别地下含油气岩层并从这种岩层提取油气产生了大量数据。尤其，在钻探期间以及在钻孔被套好之后，钻入含油气岩层中的每ー个钻孔可以通过众多不同的测井工具来记录。一般来说，将收集的有关钻孔周围的地层的数据和信息存储，并且在许多情况下，该数据和信息用于对相对邻近的其它钻孔进行计划并钻探。
[0004]考虑已经预先将多个钻孔钻入含油气岩层中的情形，在每ー个钻孔内已经取得了多个记录。当计划将要被钻探的下ー个钻孔时，使用来自全部所述多个预先钻探的钻孔的记录来估计沿着建议钻孔路径的岩层性质。每ー个记录的数据分辨率可以是大约六英寸(即，记录中的数据表示每六英寸测量的岩层參数的值)，因此，当沿着建议钻孔路径估计岩层性质时要考虑的数据点的数量是巨大的。由于这个原因，在相关技术中，在沿着建议钻孔路径钻探时，不能沿着建议钻孔路径实时地完成更新岩层參数的模型或预测。
[0005]因此，使得有能力以更少的时间或利用更少的计算能力计算预测的岩层參数的更新的任何进展将提供竞争优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]对于示例性实施例的具体说明，现在将參考附图，其中:
[0007]图1示出根据至少一些实施例的多个钻孔的透视图；
[0008]图2示出根据至少一些实施例的钻探系统；
[0009]图3示出根据至少一些实施例的说明性记录以及这种记录的使用；
[0010]图4示出用于解释至少ー些实施例的操作的钻孔的截面正视图；
[0011]图5示出根据至少一些实施例的说明性等效记录；
[0012]图6示出根据至少一些实施例的等效路径和建议钻孔路径的截面正视图；
[0013]图7示出根据至少一些实施例的方法；
[0014]图8示出根据至少一些实施例的方法；
[0015]图9示出根据至少一些实施例的方法；以及
[0016]图10示出根据至少一些实施例的计算机系统。
【具体实施方式】
[0017]符号和术语
[0018]在下文的说明书和权利要求书中使用某些词语来指代特定系统组件。本领域技术人员将理解油田服务公司可以用不同的名称来指代某ー组件。本文件不意欲对名称不同而非功能不同的组件进行区分。在以下讨论和权利要求书中，以开放式的方式使用词语“包括”和“包含”，因此，应当理解为表示“包括，但不限于......。”而且，词语“耦接”或“连接”意欲表示间接连接或直接连接。因此，如果第一装置耦接至第二装置，则该连接可以通过直接连接或者通过经由其它装置和连接的间接连接。
[0019]“实时”应表示在钻头于岩层中前进时并且在钻孔长度増加100英尺之前完成相对于钻孔的任务。
[0020]在钻头的“附近”应表示钻头的100英尺内。
[0021]详细描述
[0022]以下讨论涉及本发明的各个实施例。虽然可以优选这些实施例的ー个或多个，然而，所公开的实施例不应当被理解为或在其它方面用于限制包括权利要求书的本公开文本的范围。另外，本领域技术人员将理解下文说明书具有广泛的应用，并且任何实施例的讨论仅表示该实施例是示例性的，并不意欲暗示包括权利要求书的本公开文本的范围局限于该实施例。
[0023]本发明的各个实施例涉及更新建模或预测的岩层參数的系统和相关方法，尤其是沿着建议钻孔路径所建模或预测的參数，更具体地，是在沿着建议钻孔路径钻探吋。图1示出钻入地下岩层中的几个钻孔的透视剖面图。尤其，图1示出地面(Surface)IOO以及本说明性情况中的十二个从该地面钻探的钻孔(被该地面遮盖时以虚线显示否则以实线显示)。为了解释的目的，说明性的十二个钻孔被分成第一组钻孔102和第二组钻孔104。
[0024]在第一组钻孔102中，钻孔106是说明性的。钻孔106说明性地包括处于地面100的井头108，并且钻孔106从处于该地面的井头108延伸到地下某一地点。同样地，在第二组钻孔104中，钻孔112是说明性的。钻孔112示例性地包括处于地面100的井头114，并且钻孔112从处于该地面的井头114延伸到地下某一地点。在继续进行之前，应当理解几点。首先，第一组钻孔102的井头在讲限定图案(well defined pattern)中显示,并且姆一个钻孔(例如，106)被显示为竖直钻孔；然而，第一组钻孔102中井头的布局和钻孔的取向仅是说明性的。实际上，井头的地面地点可以看起来较随意，并且钻孔可以是沿任何特定方向前进的包括水平或横向钻孔的斜钻孔。对第二组钻孔104的布局和取向作了相同的简化，以便避免使图过度复杂。最后，第一组钻孔102和第二组钻孔104的钻孔不需要是产生油气的钻孔。即，第一组钻孔102和第二组钻孔104的任何或所有的钻孔可以是调查钻孔(survey borehole),用于收集进ー步钻探意欲是产生油气的钻孔的信息。例如,第一组钻孔102和第二组钻孔104的ー个或多个可以是用于收集确定横向钻孔在页岩层中的布置的信息的“调查”阱。
[0025]无论每一个钻孔的布局、取向或预期用途如何，每ー个钻孔将具有与钻孔相关的至少ー个“记录”。用作名词的“记录”是关于从在钻孔中移动的“测井工具”创建的ー组数据的技术词语。测井工具的移动可以是:在钻孔正被钻探时；在钻孔被钻探到其最終深度之前，但在钻柱已从钻孔移去或“脱离(tripped)”的时间段内；或者在钻孔被钻探到其最终深度并且套管(casing)已被放置在其中之后。动词“记录”也是指获取记录的动作的技术词语。在一些情况下，记录是数据的可视化表现，例如，相对于描述深度(其中测量每一个数据)的轴绘制数据的线或图。在其它情况下，记录是与深度相关的一系列数字(由其可创建记录的图形表示)。然而，为了本说明书和权利要求书的目的，记录应指测井工具所取得的数据，而无论数据的形式如何(例如，与深度相关的一系列数字、图形表示)。
[0026]根据特定实施例，与第一组钻孔102和第二组钻孔104的每ー个钻孔相关的记录的数据用于沿着建议钻孔路径(即，沿着有待钻探或者其部分有待钻探的钻孔的预期路径)对预期岩层參数进行估计或建立模型。仍參照图1，图1所示的场地的所有者或操作员可以计划在该场地内钻探额外的钻孔，如建议钻孔120 (显示为点划线)所示，并且使用来自第一组钻孔102和第二组钻孔104的ー些或全部的记录的数据，对沿着建议钻孔120的预期岩层性质进行估计或建立模型。进ー步，根据特定实施例，随着钻孔沿着建议钻孔路径被钻探(即，随着钻头旋转以及钻柱前进)，实时地更新沿着建议钻孔102的岩层性质的估计或模型。
[0027]然而，与第一组钻孔102和第二组钻孔104对应的数据量可以是巨大的。例如，第一组钻孔102和第二组钻孔104的每ー组中的每ー个钻孔可以具有与其相关的十个或更多个记录。例如，与井头108相关的说明性钻孔106可以具有在钻孔的创建进程中或在钻孔中巩固(cement)有套管之后接收的十个或更多个记录。说明性的十个记录可以如下获得:在钻探时；在钻探完成之前但在钻柱已被移去的时间段期间，通过在钻孔中移动的线缆エ具来获得；或者在钻孔中巩固有套管之后，通过在钻孔中移动的线缆装置来获得。如果每ー个钻孔仅获得十个记录，则说明性的第一组钻孔102可以具有当沿着建议钻孔路径120建立岩层參数的估计或模型时要考虑的六十个数据记录。说明性的第二组钻孔104可以具有当沿着建议钻孔路径120建立岩层參数的估计或模型时同时要考虑的数量相似的记录。
[0028]此外，每ー个说明性钻孔的记录数量可以识别多个“层面(surface)”。S卩，钻孔内的记录可以直接或间接地识别不同岩层类型之间的边界或转移层。每ー个边界可以是相关“层面”，并且第一组钻孔102和第二组钻孔104的每ー个钻孔内的每ー个层面的地点可以用于沿着建议钻孔120创建岩层參数的估计或模型。
[0029]在相关技术中，当沿着建议钻孔路径进行估计或建立模型时要考虑的数据量以及用于考虑所有这种数据的时间使得不可能随钻探过程实时地更新沿着建议钻孔路径所估计或建模的岩层參数，其中该更新将在钻探时获取的记录数据考虑在内。除非另有说明，考虑到新的记录数据连同来自所有钻孔的所有记录的所有数据，用于更新沿着建议钻孔路径的岩层性质的估计或模型的时间对于使所更新的估计或模型用于作出有关钻探的决定(例如，钻探方向的修正或改变)来说太长。
[0030]根据至少一些实施例，通过使用沿着各自的等效钻孔路径(在下文中，仅为“等效路径”)的ー个或多个等效记录，至少部分解决了相关技术的缺点。更具体地，来自两个或多个钻孔的记录的数据用于创建沿着等效路径的等效记录，其中至少ー些实施例中的等效路径不对应于实际钻孔。此后，利用沿着等效路径的等效记录(多个)，可以沿着建议钻孔路径对岩层參数进行估计或建立模型，其中等效记录的数量小于实际记录的数量，因此进行估计或建立模型时要考虑的数据量较少。更具体地，使用等效记录进行估计或建立模型使得能够在沿着建议钻孔路径钻探时实时地更新该估计或模型。
[0031]再次返回图1，除了第一组钻孔102和第二组钻孔104以及建议钻孔路径120之夕卜，根据至少一些实施例，来自第一组钻孔102和第二组钻孔104的数据用于沿着等效路径创建等效记录。在图1的说明性情况下，来自第一组钻孔102的记录的数据用于沿着等效路径122 (显示为双点划线)创建等效记录，在第一组钻孔102内的中央说明性地示出。与图1的说明性示例同样地，来自第二组钻孔104的记录的数据用于沿着等效路径124(同样显示为双点划线)创建等效记录，在第二组钻孔104内的中央说明性地示出。[0032]以下几点对于说明性等效路径122和124来说是适当的。尽管等效路径122显示为处于第一组钻孔102的大致中央，但是并不需要将其位于该中央。即使该等效路径不位于中央或者位于第一组钻孔102的地理边界之外，仍可以计算沿着等效路径122的等效记录。而且，等效路径122不一定对应于任何实际钻孔路径。在许多情况下，说明性等效路径122不覆盖或交叉于任何实际钻孔。更甚者，等效路径122显示为竖直的，然而，该等效路径可以具有竖直和偏斜的部分，视需要可包括水平或横向部分。相对于等效路径122的这些点同样适用于说明性等效路径124。
[0033]至于使用哪些实际钻孔来创建沿着等效路径的等效记录，说明性的第一组钻孔102和第二组钻孔104在地理上被分组，以有助于各个实施例的说明。然而，可以任意地决定关于哪个等效路径使用特定钻孔来计算等效记录。在大部分情况下，某一钻孔邻近某一特定等效路径这ー情况可指定该钻孔用于该特定等效路径，但是对于多个钻孔相似地邻近于多个等效路径，则某一钻孔对于某ー特定等效路径的选择或分配可以是任意的。更甚者，如相对于图1讨论的，第一组钻孔102中的每ー个钻孔用于计算沿着等效路径122的等效记录，并且第二组钻孔104中的每ー个钻孔用于计算沿着等效路径124的等效记录；然而，可以使用少于邻近等效路径的所有钻孔的记录来创建等效记录。
[0034]无论等效路径122和124以及各自的等效记录的精确性如何，根据至少一些实施例，使用等效路径122和124中的等效记录沿着建议钻孔路径120建立岩层性质的模型或进行估计。在一些情况下，等效记录专门用于(例如，相对于第一组钻孔102和第二组钻孔104)沿着建议钻孔路径120估计或建模岩层性质。然而，在其它情形中，沿着等效路径122和124的等效记录用干与沿着实际钻孔路径的一个或多个实际记录结合，而净结果仍是当沿着建议钻孔路径创建估计或模型时需要考虑较少的数据。例如，在紧密间隔的实际钻孔中获得的记录连同有效地包含更远距离的钻孔的记录数据的等效记录可以用于沿着建议钻孔路径估计或建模岩层性质。
[0035]为了更全面地描述关于在钻探时实时地更新岩层性质的估计或模型的实施例，现在将注意力转到图2的说明性钻探系统，图2示出根据至少一些实施例的钻探操作。尤其，图2示出配备有支撑提升机204的井架202的钻探平台200。通过经“工具”接头连接在一起以形成钻柱206的ー连串的钻杆来进行根据ー些实施例的钻探。提升机204悬挂用于旋转钻柱206以及经由井头210降低该钻柱的顶部驱动208。连接至钻柱206的下端的是钻头212。通过旋转钻柱206、通过使用钻头212附近的使钻头转动的井下“泥浆”电机机、或通过这两种方法来使钻头212旋转并且完成钻探。钻探液体经由流线216、立管218、鹅颈管220、顶部驱动208被泥浆泵214抽吸并以高压和高容积经由钻柱206向下，以经由钻头212中的喷嘴或喷ロ涌出。然后，钻探液体经形成在钻柱206的外部与钻孔壁222之间的环部221沿钻孔向上返回、经由防喷器(未具体示出)、并进入地面上的泥浆池224中。在地面上，钻探液体被清洁，然后通过泥浆泵214再次循环。钻探液体用于冷却钻头212，以将钻屑从钻孔底部带到地面，并且平衡岩层中的静水压力。
[0036]根据各个实施例，钻柱206采用至少ー个随钻测井(“LWD”)工具226，并且在一些情况下采用随钻测量(“MWD”)工具228。LWD与MWD在行业中的区别有时是模糊的，但是为了本说明书和权利要求书的目的，LWD工具測量周围岩层的性质(例如，孔隙度(porosity)、渗透率(permeability)、声速、电阻率、岩层中的钻探液体侵入)，MWD工具测量与钻孔相关的性质(例如，傾斜度、方向、井下钻探液体压カ、井下温度、泥饼厚度)。工具226和228可以耦接至将数据传输至地面的遥感模块230。在一些实施例中，遥感模块230将数据电磁式地发送到地面。在其它情况下，遥感模块230凭借被嵌入构成钻柱206的管道中的电导体或光导体将数据发送到地面。在其它情况下，遥感模块230调制钻柱内钻探液体流的阻力，从而产生以钻探液体的声速传播到地面的压カ脉沖。
[0037]LWD工具226可以采取许多形式。在一些情况下，LWD工具226可以是测量特定岩层參数的单个工具，例如，測量来自岩层的自然伽马辐射的工具，或者积极地探询岩层以确定诸如声速或沿着不同应カ型态的声速差等性质的声波工具。在其它实施例中，LffD工具226可以包括多个工具。例如，在许多钻探情形中，ー套LWD工具被包括在钻柱206中，例如，在行业中已知为LWD工具的“三重组合(triple-combination) ”或“三重组(triple-combo) ”套件的组合。虽然可能存在轻微的变化，但在大部分情况下，测井工具的三重组合套件都包括中子孔隙度工具、密度孔隙度工具以及电阻率工具。
[0038]仍參照图2，在编码成传播到地面的压カ脉冲的数据的说明性情况下，一个或多个变换器(例如，变换器232、234和/或236)将压カ信号转换成用于信号数字化器238 (例如，模拟数字转换器)的电信号。尽管示出三个变换器232、234和/或236，但是在特定情形中可以使用更多的变换器或更少的变换器。数字化器238将数字形式的压カ信号提供到计算机240或一些其它形式的数据处理装置。计算机240根据软件(其可以被存储在计算机可读存储介质上)进行操作，以处理和解码所接收的信号。
[0039]根据至少一些实施例，由遥感模块230发送到地面的遥感数据的至少一部分是通过LWD测井工具226收集的数据。得出的遥感数据可以被计算机240进ー步分析和处理，以直接对钻探方向作出改变和/或修正，或者帮助钻エ对钻探方向作出改变和/或修正。更具体地，得出的遥感数据可以包括通过LWD工具226取得的新的实际记录数据。使用新的实际记录数据连同沿着各自的等效路径的等效记录，计算机系统240可以沿着尚待钻探的部分建议钻孔路径120更新岩层參数的估计或模型。通过所更新的估计或模型，可以作出钻探决定，例如；沿着当前建议钻孔路径120继续；改变当前建议钻孔路径的地点；或者改变钻探參数(例如，钻压、钻头RPM、方向)。在其它实施例中，更新模型的计算可以通过钻孔内的处理器来进行。
[0040]讨论到这一点的各个实施例假定了不同的等效路径和建议钻孔路径。例如，说明性图1示出等效路径122和124连同不同的建议钻孔路径120。然而，根据另外的实施例，等效记录的地点或路径可以与建议钻孔的地点或路径一致。即，等效路径可以沿着建议钻孔路径，而不是基于各自的等效路径中的等效记录沿着建议钻孔路径而创建所估计或建模的岩层參数。说明书从这里开始将继续指建议钻孔路径120，同时理解建议钻孔路径也可以是具有等效记录的等效路径。
[0041]为了更好地描述实际钻孔的实际记录的结合，说明书现在转到示出呈图形形式的多个记录的图3。尤其，图3示出可能在第一钻孔中说明性地取得的记录300以及可能在第ニ钻孔中说明性地取得的记录302。记录300形象地示出多个值(由曲线303表示)和沿着竖轴的各自的深度，如箭头304所示，深度随着向下而增加。说明性记录300可以示出例如与第一钻孔中的孔隙度測量相关的数据值。同样地，记录302形象地示出多个值(由曲线306表示)和沿着竖轴的各自的深度，如箭头308所示，深度随着向下而增加。说明性记录302可以示出例如与第二钻孔中的孔隙度測量相关的数据值。
[0042]根据至少一些实施例，每ー个记录被分析，并且在其中指出实际钻孔穿过岩层边界之处。例如，在记录300中，深度310可以表明不同的岩层类型之间的边界中的钻孔的转移层。同样地，深度312和314可以表示不同的岩层类型之间的边界中的钻孔的转移层。同样地，对于记录302，深度316、318以及320可以表示不同的岩层类型之间的边界中的钻孔的转移层。为每ー个实际钻孔(其将用于沿着等效路径创建等效记录)中的每ー个实际记录完成这ー相同的过程。在一些情况下，选择表示转移层的深度可以是手动过程，并且在其它情况下，软件可以有能カ进行区分(取决于记录类型)并选择转移层的深度。
[0043]通过表示岩层类型之间的转移层的深度地点，可虚构地创建ー个或多个“层面”。SP，将每ー个实际钻孔中岩层类型之间的相应的转移层放在一起考虑，以表示在所有的实际钻孔之间延伸的虚构或数学层面的点。因此，该层面表示实际钻孔之间和/或附近的岩层边界的假定地点。图4示出两个实际钻孔的概念。尤其，图4示出第一实际钻孔400和第二实际钻孔402的截面图。点或深度404表示第一实际钻孔400中岩层类型(例如，通过记录的分析来确定)之间的边界。同样地，点或深度406表示第二实际钻孔402中岩层类型(例如，通过记录的分析来确定)之间的边界。通过这两个转移层，创建层面408，并且假定该层面表示岩层类型之间的转移层的深度地点。
[0044]图4仅针对两个实际钻孔示出，因此层面408是一条线，以便避免使说明书和附图过度复杂。然而，很多时候在实践中将使用三个或更多个实际钻孔，其中这三个或更多个钻孔不线性对齐(直线意义上)，创建的层面将是三维层面。该层面可以通过任何可用的技术(例如，最小ニ乘曲线拟合算法)来创建。另外，尽管图4仅示出岩层类型之间的ー个转移层，但是，在实践中，岩层类型之间的ー个或多个转移层可以被记下并用于沿着等效路径创建等效记录(例如，图3的说明性记录具有三个转移层)。
[0045]在创建层面408之前或之后，选择等效路径的地点。在图4中，说明性等效路径410(显示成双点划线)位于两个说明性实际钻孔400和402之间。再次，应注意的是，等效路径不需要位于实际钻孔之间，而是可以位于实际钻孔的地理边界之外。从层面408，可以确定沿着岩层类型之间的转移层的等效路径410的大概深度地点。而且，使用实际钻孔400和402中的实际记录，可以沿着等效路径410创建等效记录。例如，同时參照图3和图4，如果记录300是在实际钻孔400中取得的记录，记录302是在实际钻孔402中取得的记录，则在说明性实施例中，可以使用记录300和302 (或底层数据)创建相应的等效路径410的等效记录。任何可用的数学或图形技术可以用于结合说明性的实际记录300和302，以得出等效记录。例如，实际记录的值可以与已知为克里格法(kriging)的技术结合。作为ー种技术的克里格法对本领域普通技术人员来说是已知的，因此为了避免使本说明过度复杂而省略对克里格法更加详细的解释。
[0046]在图3和图4表示的说明性情形中，通过图3的实际记录创建的等效记录是图3的记录的数据的组合，因此，将看起来与图3的记录非常相似。然而，当沿着等效路径410的等效记录用于进ー步处理，而不是实际记录时，需要考虑较少的数据。除非另有说明，否则虽然表示所有的记录数据，然而沿着等效路径410的等效记录中的数据量小于实际记录300和302的数据量。图4的说明性情形仅具有两个实际记录，然而，各个实施例打算将来自任何数量的实际钻孔的实际记录结合到等效记录中。例如，在特定实施例中，来自ー百个或更多个实际阱的实际记录可以被结合到沿着等效路径的单个等效记录中。当进行进一歩处理时(例如，为了沿着建议钻孔路径估计或建模岩层參数，下文将更多地讨论)，在进行进ー步处理中要分析的数据量要比使用说明性的一百个或更多个实际钻孔的所有记录时显著更少。
[0047]关于图3和图4的说明性讨论假定在每一个实际钻孔中取得的(相同类型的)单个记录。然而，如上文提到的，可以在每一个实际钻孔中取得二十个或更多个变化类型的记录。结果就是可以为每ー个等效路径创建多个等效记录。例如，如果说明性实际钻孔400和402每ー个具有中子孔隙度记录、密度孔隙度记录以及电阻率记录，则可以沿着等效路径创建每ー个所述类型的等效记录。因此，在说明性情形中，计算出的等效记录可以包括等效中子孔隙度记录、等效密度孔隙度记录以及等效电阻率记录。
[0048]參考图5，说明书现在转到使用沿着等效路径的等效记录来沿着建议钻孔路径估计或建模岩层參数。尤其，图5示出与第一等效路径相关的等效记录500以及与第二等效路径相关的等效记录502。等效记录500形象地示出多个值(由曲线503表示)和沿着竖轴的各自的深度，如箭头504所示，深度随着向下而增加。说明性等效记录500例如可以示出与沿着第一等效路径的等效电阻率记录相关的数据值。同样地，等效记录502形象地示出多个值(由曲线506表示)和沿着竖轴的各自的深度，如箭头508所示，深度随着向下而増加。说明性等效记录502例如可以示出与沿着第二等效路径的计算出的等效电阻率记录相关的数据值。
[0049]根据至少一些实施例,借助创建等效记录的过程,姆ー个等效记录在其中指出有穿过岩层边界的转移层的地点。例如，在等效记录500中，深度510可以表明不同的岩层类型之间的转移层的假定地点。同样地，深度512可以表明不同的岩层类型之间的转移层。同样地，针对记录502，深度516和518可以表明不同的岩层类型之间的转移层。
[0050]通过等效记录中表示岩层类型之间的转移层的深度地点，可虚构地创建ー个或多个层面。图6示出两个等效记录的概念。尤其，图6示出第一等效路径600 (显示为双点划线)和第二等效路径602 (也显示为双点划线)的截面图。点或深度604表示沿着第一等效路径600的岩层类型之间的边界。同样地，点或深度606表示沿着第二等效路径602的岩层类型之间的边界。通过这两个转移层，创建层面608，并且假定该层面表示岩层类型之间的转移层的深度地点。
[0051 ] 图6仅针对两个等效路径示出，因此层面608是一条线，以便避免使说明书和附图过度复杂。然而，在大部分实施例中，将使用三个或更多个等效路径，其中这三个或更多个等效路径不线性对齐(直线意义上)，创建的该层面将是三维层面。该层面可以通过任何可用的技术(例如，最小ニ乘曲线拟合算法)来创建。另外，尽管图6仅示出岩层类型之间的转移层的一个假定地点，但是在实践中，岩层类型之间的ー个或多个转移层可以被记下并用于沿着等效路径创建等效记录(例如，图5的说明性等效记录具有两个转移层)。
[0052]在大部分情况下，在创建层面608之前，建议钻孔路径的地点是已知的或已选择的，但是该时序可以等效地颠倒。在图6中，建议钻孔路径610(显示成点划线)位于两个说明性等效路径600和602之间。建议钻孔路径不需要位于等效路径之间，而是可以位于等效路径的地理边界之外。从层面608，可以估计沿着岩层类型之间的转移层的建议钻孔路径610的可能深度地点。而且，使用沿着等效路径600和602的等效记录，可以沿着建议钻孔路径610估计或建模岩层參数。在一些情况下，该估计或模型可以涉及沿着建议钻孔路径610的ー个或多个等效记录的创建。例如，同时參照图5和图6，如果等效记录500是沿着等效路径600的等效记录，并且等效记录502是沿着等效路径602的等效记录，则在说明性实施例中，可以使用等效记录500和502 (或底层的数据)创建与建议钻孔路径610相应的等效记录。任何可用的数学或图形技术可以用于结合说明性等效记录500和502，以得出沿着建议钻孔路径610的等效记录。例如，可以通过克里格法结合实际记录的值。
[0053]在图5和图6所表示的说明性情形中，因此，沿着建议钻孔路径610的岩层參数的估计或模型是基于图5的等效记录的数据。然而，随着沿着建议钻孔路径610钻探实际钻孔以及在新的实际钻孔中取得记录，可以使用沿着说明性等效路径600和602的等效记录以及新的实际记录来沿着部分建议钻孔路径610更新岩层性质。总之，与在实际阱中可能使用一大组实际记录的相关技术相比，在所述更新处理中需要考虑的数据更少。
[0054]图6的说明性情形仅具有两个等效路径及相关的等效记录，然而，各个实施例打算将来自任何数量的等效路径的等效记录结合。例如，在特定实施例中，来自一百个或更多个实际阱的实际记录可以被结合到沿着等效路径的等效记录中，其中等效路径的数量显著小于实际钻孔的数量。当进行进一歩处理时(例如，为了沿着建议钻孔路径估计或建模岩层參数)，在进行进一步处理中要分析的数据量要比使用说明性的一百个或更多个实际钻孔的所有记录时显著更少。在大部分情况下，打算将使用10个或更少的等效路径，并且在大部分情况下为五个或更少。在诸如沿着横向的建议钻孔路径估计或建模岩层參数的情形中，可以使用两个等效路径，其中ー个等效路径在钻孔的竖直部分附近，而第二等效路径在建议钻孔路径的建议末端附近。在另外的情况下，单个等效路径和相应的等效记录可以与建议钻孔路径一致。
[0055]关于图5和图6的说明性讨论假定为每一个等效路径计算的单个记录(相同的类型)。然而，可以存在沿着每ー个等效路径计算出的多个等效记录类型。结果就是可以使用或创建沿着建议钻孔路径的多个等效记录。例如，如果说明性等效路径600和602每ー个具有中子孔隙度记录、密度孔隙度记录以及电阻率记录，则可以沿着建议钻孔路径创建每一个所述类型的等效记录作为岩层性质的估计或模型，或者作为对岩层性质进行估计或建立模型的中间步骤。
[0056]在少量等效路径用于更新的情况下(与使用来自邻近的实际钻孔的实际记录相比)，沿着建议钻孔路径钻探时，可以沿着建议钻孔路径610实时地完成更新估计或模型。应当理解，实时并不意味着即刻，这是因为来自钻探时取得的实际记录的数据需要有限量的时间被遥测装置传送到地面。而且，沿着建议钻孔路径尚待钻探的部分更新估计或模型的计算花费有限量的时间。然而，接收数据并进行计算的时间量要比使用来自实际钻孔的所有实际记录时显著更少，并且无论如何，在长度增加100英尺之前，并且许多情况下是在钻孔增加50英尺之前，沿着建议钻孔路径所更新或估计的岩层參数就应当是可用的。
[0057]还应注意,针对与钻探相关的參数,沿着建议钻孔路径的岩层參数的估计或模型也可以是有用的。例如，在一些情况下，该估计或模型可以用于估计钻探參数，例如，钻头在沿着建议钻孔路径的岩层中的钻进速率、钻头的毎分钟转数、沿着建议钻孔路径的岩层内的期望钻压(weight-on-bit)、以及在沿着建议钻孔路径的岩层中钻探的估计时间量。
[0058]图7示出根据至少一些实施例的方法，实施例的ー些或全部可以被实施成软件。尤其，该方法开始(方框700)，并且包括:将来自多个第一实际钻孔的多个第一实际记录结合，每ー个实际钻孔至少与ー个实际记录相关，从而沿着第一等效路径创建第一等效记录(方框702);将来自多个第二实际钻孔的多个第二实际记录结合，多个第二实际钻孔的每ー个实际钻孔与多个第二实际记录的至少ー个实际记录相关，从而沿着第二等效路径创建第二等效记录(方框704);以及沿着建议钻孔路径估计ー个或多个岩层的參数的多个值，每ー个值与沿着建议钻孔路径的不同深度相关，该估计使用等效记录(方框706)。之后，该方法结束(方框708)。该參数估计可以包括孔隙度、声速、总有机质含量、水力压裂敏感性指示、含水饱和度、油气饱和度、滲透率、电阻率、岩层类型、孔隙压力等。
[0059]图8示出根据至少一些实施例的方法，实施例的一部分可以被实施成软件。尤其，该方法开始(方框800)，并且包括:沿着建议钻孔路径钻探新的钻孔(方框802);在新的钻孔被钻探时记录新的钻孔，从而创建新的实际记录(方框804);以及使用等效记录和新的实际记录沿着尚待钻探的部分建议钻孔路径更新多个值的估计，从而创建多个值的更新估计(方框806)。之后，该方法结束(方框808)。
[0060]图9示出根据至少一些实施例的方法，实施例的ー些或全部可以被实施成软件。尤其，该方法开始(方框900)，并且包括:为多个第一实际钻孔的每一个实际钻孔选择与多个第一实际钻孔的每一个实际钻孔所横贯的不同岩层类型对应的深度，该选择基于每ー个实际钻孔的实际记录，并且该选择创建选择深度(方框902);通过来自多个第一实际钻孔的选择深度确定第一等效路径中的深度地点(方框904);以及使用多个第一实际记录的值计算每一个选择深度处第一等效记录的值(方框906)。之后，该方法结束(方框908)。
[0061]图10更详细地示出可以用于计算等效记录且还可以用于如上所述估计或建模沿着建议钻孔路径的岩层參数的计算机系统1000。因此，计算机系统1000可以说明地面计算机系统240、遥感模块230和/或ー个或多个LWD工具226。因此，针对图10描述的计算机系统1000能在沿着建议钻孔路径的钻探进行期间处于钻孔附近(但物理上处于外側)的地面处，计算机系统1000能位于油田服务公司的中央办公室，计算机系统1000能位于遥感模块230内(并因此位于钻孔中)，或者计算机系统1000能位于ー个或多个测井工具226内(并因此位于钻孔中)。计算机系统1000包括处理器1002，并且该处理器凭借桥装置1008耦接至主存储器1004。而且，处理器1002可以凭借桥装置1008耦接至长期存储装置1010 (例如，硬盘驱动器)。处理器1002可执行的程序可以被存储在存储装置1010上，并且当需要时被处理器1002访问。存储在存储装置1010上的程序可以包括实施本说明书的各个实施例的程序，包括计算等效记录的程序，以及与沿着建议钻孔路径钻探时实时地估计或建模沿着建议钻孔路径的岩层參数(包括更新模型的估计)的程序。在一些情况下，该程序从存储装置1010拷贝到主存储器1004，并且该程序从主存储器1004被执行。因此，主存储器1004和存储装置1010都被考虑为计算机可读存储介质。
[0062]从本文提供的说明书，本领域技术人员能够容易地将创建的软件(如所描述的)与适当的一般用途或特殊用途的计算机硬件结合，以创建根据各个实施例的计算机系统和/或计算机子组件，创建用于执行各个实施例的方法的计算机系统和/或计算机子组件，和/或创建存储实施各个实施例的方法方案的软件程序的永久性(即，不是电信号或载波)计算机可读介质。
[0063]上文讨论是为了说明本发明的原理和各个实施例。一旦上述公开内容被完全理解，则许多变化和修改对本领域技术人员而言将变得显而易见。例如，虽然各个实施例示出与由多个个体管道段创建的钻柱有关，然而，各个实施例可等同地适用于使用连续油管(coiled tubing)的钻探情形，这与在钻头上提供钻探力的井下“牵引器”有关。以下权利要求书旨在被理解为包含所有这种变化和修改。
【权利要求】
1.ー种方法，包括: 将来自多个第一实际钻孔的多个第一实际记录结合，每ー个实际钻孔与至少ー个实际记录相关，从而沿着第一等效路径创建第一等效记录； 将来自多个第二实际钻孔的多个第二实际记录结合，所述多个第二实际钻孔的每ー个实际钻孔与所述多个第二实际记录的至少ー个实际记录相关，从而沿着第二等效路径创建第二等效记录；以及 沿着建议钻孔路径估计ー个或多个岩层的參数的多个值，每ー个值与沿着建议钻孔路径的不同深度相关，所述估计使用所述等效记录。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 沿着建议钻孔路径钻探新的钻孔； 在所述新的钻孔正被钻探时记录所述新的钻孔，从而创建新的实际记录；以及使用所述等效记录和所述新的实际记录，沿着尚待钻探的部分建议钻孔路径更新所述多个值的所述估计，从而创建所述多个值的更新估计。
3.根据权利要求2所述的方法，其中更新所述估计还包括:在所述钻探时实时地更新。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括:基于所述多个值的所述更新估计改变钻探參数。
5.根据权利要求2所述的方法，还包括:从所述多个值的所述更新估计预测至少ー个钻探參数，所更新的钻探參数是选自以下群组的至少其中之一，该群组包括:所述钻头的每分钟转数；期望钻压；以及沿着 建议钻孔路径钻探至少一部分钻孔的时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，估计所述多个值还包括:进行克里格法以确定至少ー个值，所述克里格法使用来自所述第一等效记录和所述第二等效记录的值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述多个第一实际记录结合还包括: 为所述多个第一实际钻孔的每一个实际钻孔选择与所述多个第一实际钻孔的每ー个实际钻孔所横贯的不同岩层类型对应的深度，所述选择基于每ー个实际钻孔的实际记录，并且所述选择创建选择深度； 通过来自所述多个第一实际钻孔的所述选择深度确定所述第一等效路径中的深度地点；以及 使用所述多个第一实际记录的值计算每一个选择深度处所述第一等效记录的值。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，计算所述第一等效记录的值还包括:进行克里格法以确定所述第一等效记录的至少ー个值，所述克里格法使用来自所述多个实际记录的值。
9.ー种方法，包括: 将在多个实际钻孔中分别取得的多个实际记录结合，从而沿着建议钻孔路径创建第一等效记录； 沿着建议钻孔路径钻探新的钻孔； 在所述新的钻孔正被钻探时记录所述新的钻孔，从而创建新的实际记录；以及使用所述等效记录和所述新的实际记录，沿着尚待钻探的部分所述建议钻孔路径更新所述等效记录，从而创建更新等效记录。
10.根据权利要求9所述的方法，其中更新还包括:在所述钻探时实时地更新。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括:基于所述更新等效记录预测至少ー个钻探參数。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，预测至少ー个钻探參数还包括预测选自以下群组的至少其中之一，该群组包括:所述钻头的毎分钟转数；期望钻压；以及沿着所述建议钻孔路径钻探至少部分所述钻孔的时间。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，将所述多个实际记录结合还包括: 为所述多个第一实际钻孔的每ー个实际钻孔选择与该实际钻孔所横贯的不同岩层类型对应的深度，所述选择基于每ー个实际钻孔的一个或多个实际记录； 通过来自所述多个第一实际钻孔的选择深度确定所述建议钻孔路径中的深度地点；以及 使用所述多个实际记录的值计算每一个选择深度处的所述等效记录。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，计算所述等效记录的值还包括:进行克里格法以确定所述等效记录的至少ー个值，所述克里格法使用来自所述多个实际记录的值。
15.—种系统,包括: 测井工具，其是钻柱的部件，所述钻柱包括钻头且所述钻柱位于钻孔中； 处理器，与所述测井工具相关； 存储器，耦接至所述处理器，所述存储器存储当被所述处理器执行时使所述处理器进行以下操作的程序: 接收钻探时由所述测井工具确定的数据，所述数据指示由所述钻孔穿透的岩层的參数；以及 随所述钻柱进行钻探时实时地沿着尚待钻探的所述建议钻孔路径估计部分所述岩层的性质，所述性质的估计使用来自所述测井工具的数据以及沿着等效路径的等效记录。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，当所述程序估计时，所述程序使所述处理器使用沿着所述等效路径的所述等效记录进行估计，其中至少部分所述等效路径与建议钻孔路径一致。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，当所述程序估计时，所述程序使所述处理器使用沿着所述等效路径的所述等效记录进行估计，其中所述等效路径与建议钻孔路径偏移。
18.根据权利要求15所述的系统，其中，当所述程序估计时，所述程序使所述处理器使用与所述多个等效路径分别相关的多个等效记录进行估计，每ー个等效路径从建议钻孔路径偏移。
19.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理器和存储器被布置在所述钻柱中。
20.根据权利要求15所述的系统，其中，所述处理器和存储器被布置在地面处，并且由所述测井工具确定的所述数据被发送到所述地面。
21.根据权利要求15所述的系统，其中，所述钻柱为选自以下群组的至少ー个，该群组包括:从地面将旋转运动赋予钻柱的所述钻柱；凭借井下泥浆电动机将旋转运动赋予钻柱的所述钻柱。
【文档编号】G01V11/00GK103443657SQ201180069226
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2011年3月11日 优先权日:2011年3月11日
【发明者】马丁·D·保尔科 申请人:兰德马克绘图国际公司