电磁式深度/方位探测工具及其方法技术

本发明专利技术提供了用于深度和径向方位探测的方法和系统。用于确定一个或多个井下部件的深度或径向方位的方法包括设置靶体和使用用于探测靶体的深度和/或径向方位的探测设备的步骤。在一些情况下，靶体是电磁体。在某些实施例中，靶体是利用磁通泄漏工具探测到的磁-干扰构件。以此，靶体用作深度或径向方位标记物。在靶体以相对于另一井下部件的已知径向关系设置在井下的情况中，一旦确定了靶体的径向方位，就可导出其它井下部件的径向方位。本发明专利技术的优点包括更高的精度以及降低的健康、安全和环境风险。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请是非临时申请，根据美国法典第35章第119条(35USC§ 119(e))本申请要求于2011年7月8日提交的名称为“Electromagnetic Depth/OrientationDetection Tool and Methods Thereof()”、序列号为N0.61/505，739的美国临时申请(据此以引用方式将该文献纳入本文)以及于2012年7月2日提交的名称为 “Electromagnetic Depth/Orientation Detection Tool and MethodsThereof ()”、序列号为N0.13/539，597的美国专利申请(以引用方式将该文献的全部内容纳入本文)的优先权。本申请与同时提交的名称为“Depth/Orientation Detection Tool and MethodsThereof(深度/方位探测工具及其方法)”、序列号为N0.61/505，725的美国临时申请有关，据此该临时申请的内容通过引用纳入此文。
本专利技术总体上涉及用于深度和方位探测工具的方法和系统。更具体但非限制地，本专利技术的实施例包括利用用于某些井下操作(包括井下管道的打孔操作)的电磁式深度和径向方位工具的方法和系统。
技术介绍
在多种井下操作中，通常期望确定一个或多个井下部件的径向方位。在碳氢化合物的勘探和生产中，管道通常延伸到地下的相当深的深度。这些相当大的地下距离通常使确定多种井下部件的方位复杂化。有时需要确定一个或多个井下部件的径向方位的井下操作的一个示例是在井下管道上打孔。打孔是在套管或衬套中形成孔以实现储层和井眼之间的有效连通的过程。因此形成的从套管或衬套通向储层地层中的孔允许待从地层生产出的油或气体经套管或衬套到达生产管。最常用的打孔方法使用装配有聚能射孔弹(shaped explosive charges)的打孔枪。可以想象到，通常希望在避开某些敏感的井下部件的径向方向上打孔于管道。例如，一些井包括:沿着管道或管的长度延伸的电缆，这些电缆用于将能源、实时数据和/或控制信号传输至地面设备或者传输来自地面设备的能源、实时数据和/或控制信号；和井下设备，诸如转换器和控制阀。为了避免在打孔期间破坏电缆，必须在基本上避开电缆的径向方向上对管道打孔。其它敏感设备或装置可以安装在待打孔的管道上或安装在待打孔的管道附近。在这样的情况中，自然希望避免由于在电缆或其它敏感设备的方向上打孔而对敏感设备造成破坏。在一些情况中，希望在避开另一邻近的管道的径向方向上对管道进行打孔。其它得益于径向方位的确定的应用包括但不限于某些处理操作和测井操作。因此，确定一个或多个井下部件的径向方位在很多情况下是有利的。已经提出很多传统设备用以确定井下部件的径向方位，但这些传统设备的每一个都有很多缺点。传统工具的一个示例是磁性质量工具。这种途径要求安装额外的电缆形式的靠近毛细管线铺设的磁性质量，以提供足以被转动电磁测井工具记录到的磁性敏感质量。当前使用的电磁工具和程序是不实用的且精度很低，这经常导致不期望地打孔于敏感的外部部件。除了精度低之外，这些设备还经受拉伸负荷限制、需要进行耗时的静态(稳定)读取、磁性敏感质量要求等其它限制。这些磁性质量工具还要求良好地定中在管道内，因为距离上的极小的改变可以极大地影响工具的读取。工具的不佳定中通常造成导致在不期望的方位上对管道打孔的误报。另一传统途径是在将管道安装到井下之前将打孔枪安装在待打孔的管道的外侧。这种替代构型不期望地需要较大的井筒来容纳打孔枪。此外，这种情况下打孔枪的故障更加意义重大，因为没有现成的解决方案能用来解决这种故障模式。其它传统工具要求使用放射性标记物或者将放射性流体注入电缆。放射性标记物和流体的使用提出意义重大的对健康、安全和环境的关注。放射性物质特别是在井下安装之前在地表上造成安全和健康风险。这种放射性物质一般地要求繁复的许可、物流运输和其它要符合的重要的管理规定。另外，除了高成本外，放射性物质的处理还提出了其它挑战。因此，在地表上使用放射性物质和流体牵涉到很多缺陷。因此，存在对改进的用于探测一个或多个井下部件的径向方位和/或用于井下管道打孔的径向方位探测设备和方法的需求，所述设备和方法解决了一个或多个现有技术缺陷。
技术实现思路
本专利技术总体上涉及用于深度和方位探测工具的方法和系统。更具体但非限制地，本专利技术的实施例包括利用用于某些井下操作(包括井下管道的打孔操作)的电磁式深度和径向方位工具的方法和系统。一个用于对设置在地下地层中的管道打孔的方法的示例，该方法包括步骤:设置未激活电磁体元件，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述未激活电磁体设置在所述管道附近，其中所述未激活电磁体元件相对于一敏感设备以一径向偏移角度设置，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；激活所述未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件；探测已激活的电磁体的径向位置；基于已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位以降低损坏所述敏感设备的危险；以及，在基本上避开所述敏感设备的方向上在所述打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备。一个用于对设置在地下地层中的管道打孔的方法的示例，该方法包括步骤:设置其中含有磁-干扰构件的靶体，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述靶体定位在所述管道附近，其中所述靶体相对于一敏感设备以一径向偏移角度设置，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；利用磁通泄漏工具来探测所述磁-干扰构件的径向位置；基于所述磁-干扰构件的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位以降低损坏所述敏感设备的危险；以及在基本上避开所述敏感设备的方向上在所述打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备一个用于测量地下地层的形变的方法的示例，该方法包括步骤:(a)在地下地层中的多个深度处设置多个靶体，其中所述靶体是未激活电磁体；(b)激活各未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件；(C)探测各已激活的电磁体的初始深度以确定各已激活的电磁体的基准参照深度；(d)允许所述地层形变；(e)在步骤(d)之后，探测各已激活的电磁体的量测深度以确定各已激活的电磁体的后续位置；以及(f)比较所述基准参照深度与所述后续位置以确定所述地层的形变。一个用于确定设置在地下地层中的敏感设备的径向方位的方法的示例，该方法包括步骤:将未激活电磁体设置在管道附近，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述未激活电磁体相对于一敏感设备以一径向偏移角度定位，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；激活所述未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件；使用磁通测量设备探测所述已激活的电磁体的径向位置；以及，基于所述已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定所述敏感设备的径向位置。一个用于确定设置在地下地层中的敏感设备的径向方位的方法的示例，该方法包括步骤:将其中含有磁-干扰构件的靶体设置在位于地下地层中的管道的附近，其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述靶体相对于一敏感设备以一径向偏移角度定位，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；利用磁通泄漏工具来探测所述磁-干扰构件的径向位置；基于所述磁-干扰构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对布置在地下地层中的管道打孔的方法，所述方法包括步骤：设置未激活的电磁体；其中，所述管道具有纵向轴线和径向轴线；将所述未激活的电磁体定位在所述管道附近，其中所述未激活的电磁体元件相对于一敏感设备以一径向偏移角度设置，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；激活所述未激活的电磁体以形成已激活的电磁体元件；探测已激活的电磁体的径向位置；基于已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位，以降低损坏所述敏感设备的危险；以及在基本上避开所述敏感设备的方向上在所述打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.08 US 61/505,739;2011.07.08 US 61/505,7251.一种用于对布置在地下地层中的管道打孔的方法，所述方法包括步骤: 设置未激活的电磁体； 其中，所述管道具有纵向轴线和径向轴线； 将所述未激活的电磁体定位在所述管道附近，其中所述未激活的电磁体元件相对于一敏感设备以一径向偏移角度设置，其中所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度；激活所述未激活的电磁体以形成已激活的电磁体元件； 探测已激活的电磁体的径向位置； 基于已激活的电磁体的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位，以降低损坏所述敏感设备的危险；以及 在基本上避开所述敏感设备的方向上在所述打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，已激活的电磁体包括具有铁磁芯的螺线管。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括在检测到所述已激活的电磁体的径向位置的步骤以后对该已激活的电磁体去激活的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述敏感设备附接至所述管道的步骤，其中定位所述靶体的步骤还包括将所述靶体夹固到所述敏感设备。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述径向偏移角度是约0°或约180°。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位位于沿径向离所述敏感设备约180°的位置。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位离所述敏感设备约170° 至约 190°。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述敏感设备是邻近所述管道的电缆，所述径向偏移角度约为0°。9.一种用于对设置在地下地层中的管道打孔的方法，所述方法包括步骤: 设置其中具有磁-干扰构件的靶体； 其中所述管道具有纵向轴线和径向轴线； 将所述靶体定位在所述管道附近，其中所述靶体离敏感设备以一径向偏移角度设置，所述径向偏移角度是从约0°到约360°的角度； 使用磁通泄漏工具来探测所述磁-干扰构件的径向位置； 基于所述磁-干扰构件的径向位置和所述径向偏移角度来确定打孔目标部位以降低损坏所述敏感设备的危险；以及 在基本上避开所述敏感设备的方向上在打孔目标部位处对所述管道打孔以不损坏所述敏感设备。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括将所述敏感设备附接至所述管道的步骤，其中定位所述靶体的步骤还包括将所述靶体夹固到所述敏感设备。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述径向偏移角度约0°或约180°。12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述打孔靶位于沿径向离所述敏感设备约180°的位置。13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述打孔目标部位离所述敏感设备约170° 至约 190°。14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述敏感设备是邻近所述管道的电缆，所述径向偏移角度约0°。15.一种用于测量地下地层的形变的方法，所述方法包括步骤: (a)在所述地下地层中的多个深度处设置多个靶体，其中所述靶体是未激活的电磁 体； (b)激活各未激活电磁体以形成已激活的电磁体元件； (c)探测各已激活...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·G·布鲁恩特，
申请(专利权)人：科诺科菲利浦公司，
类型：
国别省市：