式（12)示出该第二计算的实例：
[00对
(12)
[0化4] 其中围绕LWD工具的圆周被细分为N个方位角分区且在方位角导数的N个绝对值 内计算总和，每个绝对值对应于第i个方位角分区。如果导数的第二组合产生基本上为非 零的值（即，指示根据钻孔深度的禪接分量的显著变化；框414 ;判定模块386)，则地层是 倾斜异质地层且可使用例如使用等式（7)至（10)中的任何等式的上述地层倾角估计来估 计倾角（框416 ;估计模块384)。所得倾角随后呈现给用户（框420 ;用户接口模块380)， 从而结束所述方法（框422)。
[0化5] 如果第二组合代替产生基本上为零的值（在小于零的公差值内；框414;判定模块 386)，则可进行第=任选的测试来区分均质地层内的水平井和倾斜井。等式（13)示出该任 选的第S等式的实例；
[0056]
(13)
[0化7] 其中围绕LWD工具的圆周被细分为N个方位角分区且在N个额外的X-Z交叉禪接 的张量分量内计算总和，每组分量对应于第i个方位角分区。如果第=组合产生基本上为 零的值，那么存在水平地层且相对倾角为90° (框418 ;估计模块384)。如果第S组合产 生基本上为非零的值，则倾斜各向异性均质地层围绕工具，且可使用零维反演来确定倾角 (框418;估计模块384)。该样的反演在本领域是公知的且不会进一步进行讨论。相对倾 角巧0°或由零维反演估计的角度）被呈现给用户（框420,用户接口模块380)，从而结束 所述方法（框422)。
[005引一些替代实施方案具有自动调节导向方向W保持所期望值（例如，90°)的相对 倾角的工具。
[0化9] 在完全理解上述公开后，许多其它修改、等效物和替代方案对于本领域的那些技 术人员将变得明显。例如，天线禪接测量可被传送到地面处理系统W实时或W后进行存储 和处理。由线缆工具或不与钻孔或地质导向相关联的其它测井仪器获得的测量也可经受上 述方法。旨在将下列权利要求解释为在适用的情况下涵盖所有该些修改、等效物和替代方 案。
【主权项】
1. 一种测井工具，其包括： 至少一个发射天线； 至少一个接收天线； 控制器，其耦接到所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线，所述控制器： 测量所述至少一个发射天线和所述至少一个接收天线之间的多个耦接参数，所述耦接 参数中的至少一个根据深度和方位角来测量；和 至少部分基于所述耦接参数中的所述至少一个来确定周围地层是否是各向异性和异 质的，且如果是这样，则从相对于所述耦接参数中的至少一个的深度和人工倾角的偏导数 导出倾角。2. 根据权利要求1所述的测井工具，其中所述耦接参数中的所述至少一个是具有相对 于方位角巾的导数的TXRX，其中围绕所述测井工具的圆周被细分为N个方位角分区（本文编号i=0至N-D，且其中如_ 基本上不等于零，则确定存在各向异性。3. 根据权利要求2所述的测井工具，其中所述耦接参数中的所述至少一个是具有相对 于深度z的导数的TXRX，且其中如果|基本上不等于零，则确定存在异质性。4. 根据权利要求1所述的测井工具，其中，作为导出所述倾角的一部分，所述控制器： 将所述多个耦接参数表达为其是深度的函数的走向对准张量； 通过多个人工倾角旋转所述走向对准张量以产生其是所述钻孔深度z和所述人工倾 角a的函数的经旋转耦接张量； 计算相对于所述经旋转耦接张量中的一个或多个耦接参数的深度和人工倾角的偏导 数；和 找出所述倾角是最小化所述偏导数的绝对值的倾角。5. 根据权利要求4所述的测井工具，其中所述一个或多个耦接参数包括TXRX (a，z)和 TZRZ (a, z) 〇6. 根据权利要求4所述的测井工具，其中所述一个或多个耦接参数包括TXRZ (a，z)和 TZRX (a, z) 〇7. 根据权利要求1所述的测井工具，其中所述控制器还至少部分基于所估计的倾角来 自动调节包括所述测井工具的钻柱的钻井方向。8. -种随钻测井（LWD)系统，其包括： 地面系统； 钻柱；和 LWD工具，其沿所述钻柱定位并耦接到所述地面系统，所述LWD工具包括： 至少一个发射天线； 至少一个接收天线；和 控制器，其耦接到所述发射天线和所述接收天线，其测量所述至少一个发射天线和所 述至少一个接收天线之间的多个耦接参数，所述耦接参数中的至少一个根据深度和方位角 来测量； 其中所述LWD系统至少部分基于所述耦接参数中的所述至少一个来确定周围地层是 否是各向异性和异质的，且如果是这样，则从相对于所述耦接参数中的至少一个的深度和 人工倾角的偏导数导出倾角。9. 根据权利要求8所述的LWD系统，其中所述耦接参数中的所述至少一个是具有相对 于方位角巾的导数的TXRX，其中围绕所述测井工具的圆周被细分为N个方位角分区（本文 编号i= 0至n-D，且其中如果基本上不等于零，则确定存在各向异性。10. 根据权利要求9所述的LWD系统，其中所述耦接参数中的所述至少一个是具有相对 于深度z的导数的TXRX，且其中如果基本上不等于零，则确定存在异质性。11. 根据权利要求8所述的LWD系统，其中，作为导出所述倾角的一部分，所述LWD系 统： 将所述多个耦接参数表达为其是深度的函数的走向对准张量； 通过多个人工倾角旋转所述走向对准张量以产生其是所述钻孔深度z和所述人工倾 角a的函数的经旋转耦接张量； 计算相对于所述经旋转耦接张量中的一个或多个耦接参数的深度和人工倾角的偏导 数；和 找出所述倾角是最小化所述偏导数的绝对值的倾角。12. 根据权利要求11所述的LWD系统，其中所述一个或多个耦接参数包括TXRX(a，z) 和TzRz(a，z)。13. 根据权利要求11所述的LWD系统，其中所述一个或多个耦接参数包括TXRZ(a，z) 和TzRx(a，z)。14. 根据权利要求8所述的LWD系统，其中所述钻柱的钻井方向至少部分基于所估计的 倾角而调节，并且其中所述调节由所述LWD系统或响应于由所述LWD系统从用户接受的一 个或多个手动命令而自动进行。15. 根据权利要求8所述的LWD系统，其中所述LWD工具内的所述地面系统或所述控制 器至少部分确定周围地层是否是各向异性和异质的。16. -种用于倾角估计的方法，其包括： 测量在沿钻孔内的钻柱而定位的测井工具的至少一个发射天线和至少一个接收天线 之间的多个耦接参数，所述耦接参数中的至少一个根据深度和方位角来测量； 至少部分基于所述耦接参数中的所述至少一个来确定周围地层是否是各向异性和异 质的，且如果是这样，则从相对于所述耦接参数中的至少一个的深度和人工倾角的偏导数 导出倾角；和 将所述估计倾角呈现给用户。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述耦接参数中的所述至少一个是具有相对于 方位角巾的导数的TXRX，其中围绕所述测井工具的圆周被细分为N个方位角分区（本文编 号i= 0至n-D，且还包括如果1^1$基本上不等于零，则确定存在各向异性。18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述耦接参数中的所述至少一个是具有相对于 深度Z的导数的TXRX，且还包括如果IlTo1Ifl基本上不等于零，则确定存在异质性。19.根据权利要求16所述的方法，其中导出所述倾角还包括： 将所述多个耦接参数表达为其是深度的函数的走向对准张量； 通过多个人工倾角旋转所述走向对准张量以产生其是所述钻孔深度z和所述人工倾 角a的函数的经旋转耦接张量； 计算相对于所述经旋转耦接张量中的一个或多个耦接参数的深度和人工倾角的偏导 数；和 找出所述倾角是最小化所述偏导数的绝对值的倾角。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个耦接参数包括TXRX(a，z)和 TZRZ (a, z) 〇21.根据权利要求19所述的方法，其中所述一个或多个耦接参数包括TXRZ(a，z)和 TZRX (a, z) 〇22. 根据权利要求16所述的方法，其还包括至少部分基于所述估计的真倾角来调节所 述钻柱的钻井方向。
【专利摘要】用于快速地层倾角估计的工具、系统和方法，其中至少一些包括测井工具，所述测井工具包括至少一个发射天线、至少一个接收天线和控制器。所述控制器测量所述发射和接收天线之间的耦接参数，其中所述耦接参数中的至少一个根据深度和方位角来测量。所述控制器还至少部分基于所述耦接参数中的至少一个来确定周围地层是否是各向异性和异质的，且如果是这样，则从相对于所述耦接参数的深度和人工倾角的偏导数导出倾角。
【IPC分类】G01V3/28
【公开号】CN104956240
【申请号】CN201380067427
【发明人】吴大刚
【申请人】哈利伯顿能源服务公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2013年1月17日
【公告号】CA2895780A1, EP2923228A1, WO2014113008A1