钻头应用的前瞻预测制造技术

各实施例包括有关于测井的操作的装置和方法。装置和方法可包括工具，该工具具有在发射器‑接收器天线对中的相间隔的发射器天线和接收器天线的排布，用于做出浅测量和深测量。可处理从浅测量和深测量获取的信号来在钻探操作中提供前瞻预测信号。可将发射器和接收器天线取向为，响应于在井中井下地操作发射器，使得来自发射器天线和接收器天线之间的层的信号相消或基本相消。还公开了附加装置、系统、和方法。

Prospective prediction of bit applications

Embodiments include devices and methods for performing logging operations. Method and apparatus may include a tool arrangement of the tool has a transmitter antenna and receiver antenna in the transmitter and receiver antenna of the septum, used to make measurements and shallow depth measurement. The signals obtained from shallow measurements and deep measurements can be processed to provide prospective prediction signals during drilling operations. The transmitter and receiver antenna orientation, in response to the wells downhole operation transmitter, the signal from the cancellation between the transmitter antenna and receiver antenna layer or cancellation. Additional apparatus, systems, and methods are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钻头应用的前瞻预测
本专利技术一般涉及具有测井(welllogging)能力的系统。
技术介绍
在用于油和气体探测的钻井中，应当理解，井眼周围的地质地层(formation)的结构和性质提供了有助于这种探测的信息。然而，钻探钻具操作的环境在地面下相当远的距离处，并且在这些位置进行测量以管理这种装备的操作。测井是经由位于井下的传感器做出测量的过程，可提供有关于地层特性的有价值的信息。测量技术可利用可作出深测量和浅测量的电磁信号，该深测量较少受到井眼和受到钻探侵袭的区域的效果的影响，且该浅测量在提供试探信号的工具附近。最常规的工具定位于钻杆上的钻探电机上，且从已经由钻头刺穿的地层中做出测量。此外，这种测量的实用性可相关于从这种测量推导出的信息的精度或质量。附图简述图1示出根据各种实施例的具有在钻头之前进行测量的工具的示例性装置的框图。图2示出根据各种实施例的在钻探操作中用于钻头应用的前瞻预测的示例性方法的特征。图3A和3B示出根据各种实施例的前瞻预测信号计算。图4A和4B示出根据各种实施例的层信号相消效果。图5A和5B示出根据各种实施例的工具的综合几何因数。图6示出根据各种实施例的实现不同倾角的层信号相消效果的倾斜角度组合，其中倾角的走向与偶极对齐。图7示出根据各种实施例的高电导率介质的综合几何因数。图8示出根据各种实施例的与两个不同间隔相关联的几何因数。图9A-9C示出根据各种实施例的层信号相消配置和相关联的灵敏度区域的三个示例。图10A和10B示出根据各种实施例的深测量和浅测量的基本配置的示例。图11示出根据各种实施例的时间推移差分测量相对层信号相消测量的比较。图12示出根据各种实施例的示例性数据采集系统。图13示出根据各种实施例的经由浅反演和深反演(deepinversion)的前瞻预测信号计算的示例性方法的特征。图14示出根据各种实施例的仅使用浅信号的前瞻预测信号计算的示例性方法的特征。图15示出根据各种实施例的经由去卷积的前瞻预测信号的示例性计算。图16示出根据各种实施例的经由全反演的深层性质的示例性计算。图17示出根据各种实施例的经由简单反演的深层性质的示例性计算。图18示出根据各种实施例的经由反演的深层性质的计算的示例。图19示出根据各种实施例的地质导向决策表的示例。图20示出根据各种实施例的与发射器和接收器之间的两个不同间隔相关联的几何因数。图21示出根据各个实施例的非因果去卷积滤波器。图22示出根据各个实施例的因果去卷积滤波器。图23和24分别示出根据各种实施例的在反演过程中具有零倾角和四层的合成测井曲线(log)。图25示出根据各种实施例的在去卷积过程中具有四层的合成测井曲线。图26和27根据各种实施例，对于具有电阻率变化的很多层的情况，比较标准和层信号相消配置。图28A-C示出根据各种实施例的示例性阶跃响应模型和示例性差分信号模型。图29示出根据各种实施例的对于示例性情况的趋肤效应修正后的信号。图30A-B示出根据各种实施例的对于示例性情况的对于边界的反演的距离和电阻率对比。图31示出根据各种实施例的用于控制天线排布的激活，并处理所接收到的信号以用于钻头应用的前瞻预测的示例性系统的特征的框图。图32示出根据各个实施例的在钻探部位的系统的一个实施例。具体实施方式以下详细描述引用示出作为说明而非限制的可实践本专利技术的各个实施例的附图。详细地描述这些实施例，以使本领域技术人员能够实践这些以及其他实施例。可使用其他实施例，并且可对这些实施例进行结构、逻辑和电气方面的改变。各个实施例不一定相互排斥，因为一些实施例可与形成新实施例的一个或多个其他实施例组合。因此，以下详细描述不应具有限制的意义。图1示出装置100的实施例的框图，装置100具有工具105用来在钻头之前做出测量，该测量可被用于确定前瞻预测信号以及确定井102中的井下性质。工具105可具有相对于工具105的纵轴107结构化的发射器和接收器110-1、110-2、110-(N-1)、110-N的排布(arrangement)。可操作这些发射器和接收器来捕捉位于工具105后的区域内和与工具105的侧边相邻的区域内靠近工具105的信号。这些相对较短范围的信号可被称为浅信号。还可操作这些发射器和接收器来捕捉位于工具105前方的区域内的信号，且使用设置在钻探结构上的工具105，从工具105前方捕捉到的信号可包括在钻头前面的区域。这些相对长范围的信号，比浅信号更深，可被称为深信号。可通过选择发射器-接收器对来操作发射器和接收器110-1,110-2...110-(N-1),110-N的排布，所述发射器-接收器对由每一对中的发射器和接收器之间的间隔所定义。可使用较大的间隔来探查钻头之前的情况并获取深信号。可使用较小的间隔来探查工具105周围的底层区域内的情况。深信号和浅信号可相关于发射器-接收器间隔，该间隔可继而由位于钻头后的发射器和接收器的定位所设置。例如，浅测量可包括来自从距离工具约一英寸到约十英尺的区域内的贡献，且深测量可包括来自从距离工具约5英尺到约200英尺的区域内的贡献。在作出浅和深测量时，深测量包括来自相比浅测量而言距离工具更远的区域的贡献。例如，深测量可提供来自离工具为(但不限于此)相比在浅测量中提供贡献的距离而言至少多出25％的距离的贡献。贡献距离之间的差异可小于或大于多出25％。可沿工具105的纵轴107来结构化发射器天线和接收器天线的排布，该纵轴基本垂直于工具截面，该工具截面对应于钻杆中钻环的截面。该排布可包括数个发射器和接收器，所述数个发射器和接收器彼此间隔，以使发射器或接收器中的一个定位于最靠近钻头处且布置中发射器或接收器中的最后一个距离钻头最远。最靠近钻头的那一个发射器或接收器可定位为尽可能靠近钻头。排布开始时越是接近钻头，可确定越是远离钻头的地层性质。第一个天线可放置在钻探电机后的钻环上。可选地，第一个天线可放置在钻探电机上，而非放在钻探电机后的钻环上。通过使用发射器倾斜角和接收器倾斜角的特定组合，诸如通过相对于工具105的纵轴107的在工具105上的取向，来设置发射器-接收器对，以使可使得来自该对的相应发射器和接收器之间的层的信号相消。发射器倾斜角可与接收器倾斜角相同或与接收器倾斜角不同。例如，接收器可具有零倾斜角而发射器可具有非零倾斜角。在工具105上的这种发射器和接收器的排布可使得工具105对于工具侧边的区域的性质不敏感。对于响应于该对的发射器所发射的探查信号而由该对的接收器所获取的信号，可实施处理来消除工具周围效应并聚焦到钻头前方。对于给定倾角，可实现按照特定层信号相消取向来构造发射器以及其它们相应的接收器。例如，对于按照针对零度倾角的特定层信号相消取向而构造的发射器和它们相应的接收器，在不同倾角的操作可导致小于完整的层信号相消。然而，可能存在倾角的范围，其不同于发射器和接收器被构造为基本完整相消来自层的信号的倾角，在所述的倾角的范围内，来自层的信号是基本相消的。基本相消可包括相对于最优相消的90％的相消。工具105的发射器和接收器110-1,110-2...110-(N-1),110-N可具有足够数量以允许不同取向的发射器-接收器对以使对于多个不同倾角可由工具105来实现层信号的最优相消。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有关于测井的操作的方法，包括：控制部署于井下的工具的激活，其中所述工具具有在选定发射器‑接收器对中可操作地间隔开的发射器天线和接收器天线的排布；获取来自使用发射器‑接收器对的深测量的深信号，和来自使用一个或多个其他发射器‑接收器对的一个或多个浅测量的一个或多个浅信号；处理所述一个或多个浅信号，生成相对于与所述工具的侧边和所述工具的后方的相邻的区域的经建模的信号；以及通过相对于所述经建模的信号来处理所述深信号，形成基本没有来自与所述工具相邻的区域的贡献的前瞻预测信号，其中，控制所述工具的激活包括：选择发射器‑接收器天线对的操作，使得响应于发射器天线传输探寻信号，各个发射器‑接收器对的发射器天线和接收器天线之间的层信号基本相消。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有关于测井的操作的方法，包括：控制部署于井下的工具的激活，其中所述工具具有在选定发射器-接收器对中可操作地间隔开的发射器天线和接收器天线的排布；获取来自使用发射器-接收器对的深测量的深信号，和来自使用一个或多个其他发射器-接收器对的一个或多个浅测量的一个或多个浅信号；处理所述一个或多个浅信号，生成相对于与所述工具的侧边和所述工具的后方的相邻的区域的经建模的信号；以及通过相对于所述经建模的信号来处理所述深信号，形成基本没有来自与所述工具相邻的区域的贡献的前瞻预测信号，其中，控制所述工具的激活包括：选择发射器-接收器天线对的操作，使得响应于发射器天线传输探寻信号，各个发射器-接收器对的发射器天线和接收器天线之间的层信号基本相消。2.一种有关于测井的操作的方法，包括：控制部署于井下的工具的激活，其中所述工具具有在选定发射器-接收器对中可操作地间隔开的发射器天线和接收器天线的排布；获取来自使用发射器-接收器对的深测量的深信号，和来自使用一个或多个其他发射器-接收器对的一个或多个浅测量的一个或多个浅信号；处理所述一个或多个浅信号，生成相对于与所述工具的侧边和所述工具的后方的相邻的区域的经建模的信号；以及通过相对于所述经建模的信号来处理所述深信号，形成基本没有来自与所述工具相邻的区域的贡献的前瞻预测信号，其中，处理所述一个或多个浅信号并形成所述前瞻预测信号包括：使得所述一个或多个浅信号在几何因数与所述深信号均衡，以使所述深信号和所述均衡后的一个或多个浅信号之间的差异提供所述前瞻预测信号。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，均衡所述一个或多个浅测量包括：经由浅几何因数和深几何因数的去卷积来生成从浅到深转换的滤波器。4.一种有关于测井的操作的方法，包括：控制部署于井下的工具的激活，其中所述工具具有在选定发射器-接收器对中可操作地间隔开的发射器天线和接收器天线的排布；获取来自使用发射器-接收器对的深测量的深信号，和来自使用一个或多个其他发射器-接收器对的一个或多个浅测量的一个或多个浅信号；处理所述一个或多个浅信号，生成相对于与所述工具的侧边和所述工具的后方的相邻的区域的经建模的信号；以及通过相对于所述经建模的信号来处理所述深信号，形成基本没有来自与所述工具相邻的区域的贡献的前瞻预测信号，其中，处理所述一个或多个浅信号以及形成所述前瞻预测信号包括：基于所述一个或多个浅信号和所述深信号执行反演，以使从所述反演中将所述经建模的信号推导为预期深信号，并将所述经建模的信号从所述深信号中减去来生成所述前瞻预测信号。5.一种有关于测井的操作的方法，包括：控制部署于井下的工具的激活，其中所述工具具有在选定发射器-接收器对中可操作地间隔开的发射器天线和接收器天线的排布；获取来自使用发射器-接收器对的深测量的深信号，和来自使用一个或多个其他发射器-接收器对的一个或多个浅测量的一个或多个浅信号；处理所述一个或多个浅信号，生成相对于与所述工具的侧边和所述工具的后方的相邻的区域的经建模的信号；以及通过相对于所述经建模的信号来处理所述深信号，形成基本没有来自与所述工具相邻的区域的贡献的前瞻预测信号，其中，处理所述一个或多个浅信号以及形成所述前瞻预测信号包括：在没有来自所述深信号的输入的情况下，基于所述一个或多个浅信号来执行反演，将由所述反演产生的信号施加至深配置的正向建模从而提供所述经建模的信号，并将所述经建模的信号从所述深信号中减去来生成所述前瞻预测信号。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用所述前瞻预测信号以及所述工具周围的层的参数来进行反演，从而生成对应于所述工具的钻头前面的深层的电阻率和位置。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括：在钻探操作期间分析所述前瞻预测信号，并基于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·东德里奇，M·S·比塔尔，
申请(专利权)人：哈里伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US