專利名稱：欠平衡鉆探時(shí)測(cè)地巖層所產(chǎn)水的存在和深度的方法和設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
在鉆井時(shí)或在新鉆的孔中測(cè)量地巖層特性，以預(yù)測(cè)在地巖層中石油、氣體和水的存在。這些地巖層特性可以用有線工具、隨鉆測(cè)井(LWD)工具或隨鉆測(cè)量(MWD)工具來(lái)記錄。測(cè)量通常開(kāi)孔進(jìn)行，由于井筒裝有超過(guò)井底壓力的靜壓力的流體，從而地巖層不產(chǎn)生任何流體到井筒中。因此，在這種情況下，井筒流體測(cè)量通常不含有關(guān)地巖層流體的信息。
地巖層特性的開(kāi)孔測(cè)量可以認(rèn)為是靜態(tài)的，因?yàn)闆](méi)有地巖層流體運(yùn)動(dòng)，可以用于推斷在開(kāi)采井時(shí)的地巖層的動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)開(kāi)采井時(shí)，井筒中的壓力小于井底壓力。當(dāng)通過(guò)稱為欠平衡鉆探(Under Balanced Drilling)或UBD新技術(shù)時(shí)可以達(dá)到這種條件。在這種情況下，井被同時(shí)鉆探和開(kāi)采，因而在這種井筒流體測(cè)量時(shí)，可以包含有關(guān)從地巖層產(chǎn)生的流體的信息。
如果是欠平衡鉆探，當(dāng)鉆探井筒時(shí)，大量鉆井液通過(guò)鉆桿柱(drill string)泵送到井筒內(nèi)。鉆井液有助于冷卻鉆頭的切削表面，并且當(dāng)它們經(jīng)環(huán)形空間(annulus)向上流動(dòng)到地面時(shí)，有助于帶出從井筒底部切削的泥土。為了保證在這種欠平衡鉆探過(guò)程中地巖層流體流入井筒，在稍微低于期望的地巖層壓力的壓力情況下泵送鉆井液。當(dāng)遇到土壤地巖層的滲透和高壓帶時(shí)，鉆井液的較低靜壓可以導(dǎo)致從地巖層井筒的流體大幅度增加。這種流體形成的檢測(cè)可以用于估計(jì)井的流入勢(shì)能、和利用相應(yīng)于井的整體變化改變這種流入。從地巖層累積的流體流形成可以在地面檢測(cè)。但是，為了確定每個(gè)單獨(dú)有助于這種流體形成的準(zhǔn)確深度，期望有在鉆井時(shí)檢測(cè)靠近鉆頭的井筒環(huán)形空間中的體積流量的裝置。
所激活的流體段(a slug of fluid)的飛行時(shí)間(Time-of-flight)測(cè)量用于關(guān)于水流測(cè)井(Water Flow Log)(WFL)的現(xiàn)有技術(shù)中。在WFL作業(yè)中，細(xì)長(zhǎng)工具降到生產(chǎn)井中，井筒流體段被激活，然后，持續(xù)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)段，以確定流量。在這個(gè)過(guò)程中，激勵(lì)源諸如脈沖中子發(fā)生器(Pulse NeutronGenerator)(PNG)通常關(guān)閉，僅非常短暫地激活，以用中子猝發(fā)來(lái)周期性地標(biāo)記流體段。
期望提供有關(guān)欠平衡鉆探的方法和設(shè)備，用于確定在井筒給定深度的各種參數(shù)。特別期望從電阻率記錄確定不可辨別的導(dǎo)水裂隙的深度。通過(guò)確定這些深度，可以設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐昃?，以便阻擋不期望的水流，例如，通過(guò)改變井中后來(lái)安裝的生產(chǎn)管。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在欠平衡鉆探環(huán)境中確定打孔參數(shù)的方法包括在欠平衡鉆探時(shí)選擇性地激活從地巖層流過(guò)井筒的第一流體；檢測(cè)所激活的第一流體，并檢測(cè)所述流體進(jìn)入井筒的深度。
在鉆探環(huán)境中用于確定井下參數(shù)的工具是適于放置在鉆桿柱中的工具，其中該工具具有沿其鉆桿柱軸分開(kāi)一距離d的激活裝置(6)和伽瑪射線檢測(cè)器(7)。所述工具還包括控制電路，可操作為開(kāi)啟激活裝置(6)以選擇性地激活從地巖層通過(guò)所述工具的第一流體；和處理裝置(17)，響應(yīng)伽瑪射線檢測(cè)器(7)，用于確定第一流體的激活流體段流過(guò)伽瑪射線檢測(cè)器(7)的時(shí)間，并且用于確定所述第一流體被檢測(cè)的深度。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)從下面的說(shuō)明書和附加的權(quán)利要求顯而易見(jiàn)。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的LWD工具。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的LWD工具的電路示意圖。
圖3表示本發(fā)明用于確定飛行時(shí)間的方法的實(shí)施例的流程圖。和圖4表示本發(fā)明用于確定在欠平衡鉆探的地巖層中發(fā)現(xiàn)水的深度的方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例依靠在井中向上流到井筒和鉆探工具之間環(huán)形空間的表面的氧的激活。在激活過(guò)程中，在形成的流體中的氧原子受到高能中子轟擊而從穩(wěn)定的原子轉(zhuǎn)換成放射性原子。當(dāng)氧16原子被中子擊中時(shí)，質(zhì)子能釋放出核子，同時(shí)吸收中子和產(chǎn)生放射性氮16原子。由于半衰期大約為7.1秒，氮16通過(guò)發(fā)射β粒子衰減成氧16。由氮16β衰減產(chǎn)生的氧16是在激發(fā)狀態(tài)，并且它通過(guò)伽瑪射線發(fā)射釋放激發(fā)能。伽瑪射線發(fā)射用伽瑪射線檢測(cè)器檢測(cè)。
圖1表示地巖層評(píng)價(jià)工具的一個(gè)實(shí)施例，諸如在井筒2中的LWD工具3。LWD工具是部分鉆桿柱14。在其它裝置中，LWD工具3包括激活裝置，其在一個(gè)實(shí)施例中是PNG 6；和激活檢測(cè)器，其在一個(gè)實(shí)施例中是間隔已知距離d的伽瑪射線檢測(cè)器7。PNG 6具有激活區(qū)11，其中原子通過(guò)從PNG6發(fā)射的中子激活。當(dāng)從地巖層產(chǎn)生的含水鉆井液向上(箭頭所指的方向)流到在LWD工具3和井筒壁5之間的環(huán)形空間，在流體中的氧被激活，并通過(guò)激活區(qū)11。當(dāng)所激活的流體通過(guò)伽瑪射線檢測(cè)器7附近時(shí)，檢測(cè)由所激活的氧發(fā)射的伽瑪射線。當(dāng)所激活的流體到達(dá)伽瑪射線檢測(cè)器7時(shí)，檢測(cè)到伽瑪射線計(jì)數(shù)率的增加。在PNG 6脈沖開(kāi)始和伽瑪射線計(jì)數(shù)率增加的檢測(cè)之間的時(shí)間，是反應(yīng)激活流體從PNG 6傳輸?shù)劫が斏渚€檢測(cè)器7的時(shí)間。該時(shí)間在下面稱為“飛行時(shí)間(time-of-fight)”可以選擇在PNG 6和伽瑪射線檢測(cè)器7之間的距離d，以優(yōu)化所激活流體段的檢測(cè)。如果距離d太短，檢測(cè)器接收非常大量所激活的地巖層中的氧，因?yàn)橥寥赖貛r層中存在的多數(shù)礦物包含充足的氧量。盡管這可測(cè)量和可重復(fù)，但在計(jì)數(shù)中的統(tǒng)計(jì)變化可能使測(cè)量更不準(zhǔn)確。另一方面，如果距離d太長(zhǎng)，那么在當(dāng)PNG脈沖停止時(shí)和當(dāng)檢測(cè)激活的流體時(shí)之間消耗太多時(shí)間，從而使檢測(cè)不可靠。通常，可以選擇距離d使得對(duì)于正常流速，d小于流體在環(huán)形空間中行進(jìn)大約30秒的距離。
伽瑪射線檢測(cè)器7可以是用于中子/伽瑪射線工具的任何常規(guī)檢測(cè)器。在這種情況下，伽瑪射線檢測(cè)器7的能量窗口設(shè)定成檢測(cè)所激活的氧發(fā)射的伽瑪射線。另外，伽瑪射線檢測(cè)器7可以是用于所激活的氧發(fā)射的伽瑪射線的專用檢測(cè)器。在環(huán)形空間中的流體速度可以利用飛行時(shí)間和PNG 6與伽瑪射線檢測(cè)器7之間的已知距離d來(lái)計(jì)算。等式1表示計(jì)算流體速度的一個(gè)公式Vm=dt---(1)]]>其中d是PNG 6和伽瑪射線檢測(cè)器7之間的距離，t是飛行時(shí)間，Vm是流體速度。流體速度可以用于計(jì)算其它井下參數(shù)，諸如流體體積流量(fluidvolumetric flow rate)。
圖2表示部分地巖層評(píng)價(jià)工具的示意圖，諸如圖1的LWD工具3。如上所述，LWD工具包括PNG 6和分開(kāi)一已知距離“d”的伽瑪射線檢測(cè)器7。在給定的LWD工具的商業(yè)器具中，除了各種其它發(fā)射器和傳感器之外，根據(jù)工具的設(shè)計(jì)，工具包括各種電路。例如，LWD工具的控制和處理電路的精確設(shè)計(jì)與本發(fā)明沒(méi)有密切關(guān)系，因此，在此不詳細(xì)描述。但是，在最小限度，應(yīng)該理解LWD工具3包括設(shè)置成在期望時(shí)間激活和鈍化PNG 6的控制電路15。此外，如該實(shí)施例所示，控制電路15還可控制伽瑪射線檢測(cè)器7。
伽瑪射線檢測(cè)器7的輸出施加到處理電路，其對(duì)本實(shí)例來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單地表示為處理器17。處理器17例如可以進(jìn)行上述等式(1)所述的流體速度計(jì)算。此外，處理器17可以進(jìn)行下面實(shí)施例的其它計(jì)算。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)可處理器17致力于本發(fā)明的功能性，或者很可能是對(duì)于所述工具的普通功能的處理器。
一旦處理器17完成期望的計(jì)算，處理器輸出結(jié)果到存儲(chǔ)介質(zhì)(用于后面恢復(fù))或輸出裝置(用于經(jīng)過(guò)信道傳輸?shù)奖砻?。存在用于這種裝置的各種結(jié)構(gòu)并且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是公知的。為了說(shuō)明起見(jiàn)，這些裝置一般表示為輸出設(shè)備/存儲(chǔ)器19。
圖3是表示本發(fā)明的流程圖，如上所述，用于在鉆探環(huán)境中確定流體的飛行時(shí)間。首先，在步驟301中所示，PNG不操作，即，是處于通常“關(guān)閉”狀態(tài)。接下來(lái)，在步驟302中，當(dāng)PNG開(kāi)啟時(shí)，PNG脈沖足夠的時(shí)間周期，讓流體段流過(guò)激活區(qū)(圖1中的11)。選擇脈沖的持續(xù)時(shí)間，使得所激活的流體段尺寸足以導(dǎo)致在伽瑪射線檢測(cè)器中伽瑪射線計(jì)數(shù)率的可檢測(cè)增加。在步驟303中，在距PNG一已知的距離檢測(cè)伽瑪射線計(jì)數(shù)率的增加。如上所述，這可以利用本領(lǐng)域公知的任何伽瑪射線檢測(cè)器或?qū)Ｓ糜谟杉せ畹难醢l(fā)射的伽瑪射線的檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行。然后，在步驟304中，計(jì)算所激活的流體段從PNG傳輸?shù)劫が敊z測(cè)器的飛行時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例可以確定不同的參數(shù)。首先，如上面詳細(xì)的解釋，PNG用于標(biāo)記流體段，并且測(cè)量直到標(biāo)記的流體段被伽瑪射線傳感器檢測(cè)的時(shí)間(飛行時(shí)間)。然后，飛行時(shí)間可以用于確定其它有關(guān)參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，給定在PNG和伽瑪射線檢測(cè)器之間已知距離“d”，上述等式(1)可以用于確定流體段速度。
有些LWD工具可以包括設(shè)計(jì)成在鉆探過(guò)程中直接測(cè)量井筒直徑的傳感器。這種傳感器的一個(gè)實(shí)例是超聲波傳感器，其通過(guò)測(cè)量超聲波脈沖從LWD工具穿透泥漿、在井筒壁反射并且返回LWD工具花費(fèi)的時(shí)間確定井筒直徑，如在EPA02293279.2公開(kāi)的用于鉆井液的超聲速度測(cè)量的方法和設(shè)備(Roger Griffiths等)。如果這種傳感器包括在LWD工具中，在距離“d”上的井筒體積可以從直徑計(jì)算出來(lái)?？紤]到在環(huán)形空間中有一種流體，本發(fā)明的實(shí)施例可以用于在環(huán)形空間中流體的體積流量的井下測(cè)量。如果產(chǎn)生水的速度比鉆井液的速度高得多，那么這個(gè)單相流動(dòng)的近似值是合理的。特別是，假定在距離“d”上井筒體積是已知的，工具體積是已知的，ROP是已知的或者相對(duì)于距離“d”來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)，從等式(2)可以確定流體的體積流量，如在等式中所示Qdh=Vbh-Vtoolt---(2)]]>其中t是飛行時(shí)間，Vbh是在距離“d”上的井筒體積，Vtool是在距離“d”上的LWD工具的體積，Qdh是在PNG與伽瑪射線檢測(cè)器之間區(qū)域流體的體積流量。盡管已知在表面的流體累積體積流量，子表面測(cè)量是有用的，因?yàn)樗峁┻M(jìn)入井筒的水深度的精確測(cè)量。上述等式假定鉆頭的鉆進(jìn)速度(ROP)相對(duì)于距離“d”可以忽略不計(jì)。在多數(shù)情況下，這種假定提供好的結(jié)果。然而，如上所述，本發(fā)明的方法適于考慮鉆頭的鉆進(jìn)速度，在這些情況下，它不能忽略。
在飛行時(shí)間測(cè)量的過(guò)程中，ROP被認(rèn)為是用于通過(guò)鉆桿柱行進(jìn)的距離來(lái)減小PNG和伽瑪射線檢測(cè)器之間的距離。鉆桿柱行進(jìn)的距離等于ROP乘以飛行時(shí)間。因此，考慮ROP等式1可以重寫為Vm=d-(ROP·t)t---(3)]]>其中ROP是鉆進(jìn)速度，d是PNG和伽瑪射線檢測(cè)器之間的距離，t飛行時(shí)間，和Vm是流體流速。另外，等式1-2適于用距離d-(ROP·t)代替ROP。
在鉆探時(shí)，關(guān)于圖1和2圖示的LWD工具可以用于確定存在于鄰近所鉆井的地巖層中的產(chǎn)水帶(water producing zone)的深度。因?yàn)楸娝苤?，?dāng)鉆井液導(dǎo)入井下區(qū)域時(shí)，鉆井液的重量產(chǎn)生的靜壓與其密度成比例。井的深度越深，由鉆井液柱產(chǎn)生的靜壓頭壓力越大。蓄水池的地巖層壓力(即，由天然氣和/或石油施加的壓力)改變整個(gè)井下區(qū)域。當(dāng)?shù)貛r層壓力等于鉆井液的靜壓時(shí)，所述流體系統(tǒng)達(dá)到平衡。如果地巖層壓力小于鉆井液的靜壓，該系統(tǒng)失去平衡。相反，地巖層壓力大于鉆井液的靜壓造成欠平衡系統(tǒng)。經(jīng)常減小鉆探泥漿的密度，以利用在鉆井液中的惰性氣體(一般是富氮?dú)?產(chǎn)生欠平衡的鉆探條件。在欠平衡系統(tǒng)中，地巖層壓力造成氣體和/或石油和/或水進(jìn)入井筒中的凈流動(dòng)。
在本發(fā)明在此描述的實(shí)施例中，選擇鉆井液使得它含有很少氧或，如果可能，不含氧。而且，可以應(yīng)用使鉆井液到欠平衡地巖層壓力的條件。例如，鉆井液可以包括油、碳?xì)浠衔餁怏w、或氮，并且大致在欠平衡地巖層壓力的條件下。當(dāng)井筒在欠平衡的條件下，在鉆探時(shí)從地巖層產(chǎn)生流體，就象一生產(chǎn)井一樣。所產(chǎn)生的流體和向下注入鉆桿柱的鉆井液經(jīng)過(guò)鉆探工具向上流到所鉆井筒的環(huán)形空間。
當(dāng)在正常測(cè)井操作時(shí)，LWD工具3中的PNG 6大多數(shù)時(shí)間是“開(kāi)啟”，以產(chǎn)生用于中子記錄測(cè)量的中子，在這里描述的本發(fā)明實(shí)施例中，PNG多數(shù)時(shí)間停在“關(guān)閉”。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，PNG脈沖開(kāi)啟足夠長(zhǎng)時(shí)間周期，使向上流過(guò)環(huán)形空間的特定流體作上標(biāo)記(激活)。本發(fā)明的實(shí)施例直接選擇性地標(biāo)記(激活)從地巖層到井筒而沿環(huán)形空間向上流的特定流體。因此，當(dāng)特定流體被激活時(shí)，伴隨的流體(鉆井液和碳?xì)浠衔?，最后存在于地巖層中)不會(huì)被激活，如果它們被激活，那也只達(dá)到相對(duì)于伴隨的流體待檢測(cè)的特定流體會(huì)得到識(shí)別的程度。如在此使用的，“激活的流體”意謂著這樣的一段流體(a slug offluid)，即該段流體當(dāng)PNG脈沖時(shí)通過(guò)PNG附近的激活區(qū)，并且具有大致高于未激活流體(鉆井液)的輻射性，使得伽瑪射線檢測(cè)器可以容易地檢測(cè)到由于流體的激活產(chǎn)生的伽瑪射線的增加。
在一個(gè)實(shí)施例中，特定流體是水。如果水存在于井筒環(huán)形空間中，那么在水中的氧被來(lái)自PNG的脈沖激活。當(dāng)激活的流體(水)通過(guò)檢測(cè)器時(shí)，伽瑪射線檢測(cè)器7隨著計(jì)數(shù)率的增加檢測(cè)水的激活。由于選擇鉆井液含很少氧或不含氧，因而響應(yīng)于開(kāi)啟的PNG，檢測(cè)器7進(jìn)行的伽瑪射線檢測(cè)與井筒環(huán)形空間中水的存在非常相關(guān)。雖然利用不包括氧或很少氧的鉆井液進(jìn)行選擇性激活，但本發(fā)明不限于這個(gè)實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以設(shè)計(jì)可能使用不同于上述那些鉆井液的鉆井液的鉆探系統(tǒng)。這樣的鉆井液可以不同于被檢測(cè)的特定流體(在一個(gè)實(shí)施例中是水)，因?yàn)檫x擇性地產(chǎn)生待檢測(cè)的特定流體的標(biāo)記(激活)，使得所述標(biāo)記使所述特定流體與所用的鉆井液區(qū)分開(kāi)來(lái)。而且，通過(guò)查看使特定流體可辨別的標(biāo)記的其它特性，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將待檢測(cè)的特定流體的存在與可得到激活的其它流體或元素的存在區(qū)別開(kāi)來(lái)。例如，對(duì)于來(lái)自地巖層的水中的氧，它的存在可以與存在于鉆井液中的也可以被激活的諸如Si和/或Ba的其它元素區(qū)別開(kāi)來(lái)，或者與自然伽瑪射線區(qū)別開(kāi)來(lái)，因?yàn)檠踬が斏渚€能量高于來(lái)自于Si和/或Ba激活的伽瑪射線能量，或高于自然伽瑪射線能量。而且，當(dāng)油基鉆井液甚至還含有一些氧時(shí)，通過(guò)查看所檢測(cè)信號(hào)的急劇增加，仍可檢測(cè)到井筒中來(lái)自于地巖層的特定流體的存在與鉆井液的存在不同，檢測(cè)信號(hào)急劇增加表示除了鉆井液之外的某物突然存在于井筒中。
圖4是本實(shí)施例的流程圖，如在此所述，用于確定土壤地巖層中含特定流體(水)帶的深度。首先，在步驟401中，PNG不操作，即，是在通?！瓣P(guān)閉”狀態(tài)。接下來(lái)，在步驟402，PNG脈沖足夠的時(shí)間周期，讓含有特定流體的流體段流過(guò)激活區(qū)(圖1中的11)，同時(shí)，PNG開(kāi)啟并選擇性地激活特定流體，諸如在一個(gè)實(shí)施例中為水。通過(guò)下命令給所述工具，可以改變P NG的脈沖模式。脈沖的持續(xù)時(shí)間這樣選擇，激活的流體段尺寸足以在伽瑪射線檢測(cè)器上產(chǎn)生伽瑪射線計(jì)數(shù)率的可檢測(cè)增加。在步驟403，在距離PNG的已知距離檢測(cè)伽瑪射線計(jì)數(shù)率的增加。如上所述，這可以利用本領(lǐng)域公知伽瑪射線檢測(cè)器或?qū)Ｓ糜谟杉せ畹难醢l(fā)射的伽瑪射線檢測(cè)器的任何伽瑪射線檢測(cè)器來(lái)進(jìn)行。然后，在步驟404，通過(guò)查看在伽瑪射線檢測(cè)器中大致增加計(jì)數(shù)的時(shí)間t確定特定流體的相對(duì)速度。對(duì)于在測(cè)量過(guò)程中發(fā)生的鉆探管移動(dòng)的實(shí)際速度可以進(jìn)行校正。應(yīng)該指出，盡管有關(guān)圖4說(shuō)明的方法中，PNG關(guān)閉一個(gè)時(shí)間周期，然后回到開(kāi)啟，但地巖層中流體的檢測(cè)也可以在這樣一個(gè)實(shí)施例中進(jìn)行，在該實(shí)施例中，初始不關(guān)閉PNG，而只是如果水開(kāi)始從地巖層流入井筒，用檢測(cè)器測(cè)量出現(xiàn)的伽瑪射線的急劇增加。
已知從PNG檢測(cè)器中點(diǎn)到鉆頭的距離、鉆頭鉆進(jìn)速度和環(huán)形空間中流體速度，可以確定該流體進(jìn)入井筒的地巖層深度。從地面到鉆頭的距離一般通過(guò)鉆探管深度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量來(lái)確定。當(dāng)使用靜態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)井隨鉆測(cè)量(staticreal-time logging while drilling measurement)時(shí)，從測(cè)量傳感器到鉆探工具(鉆頭)的距離表示井筒的“盲”間隔，其在可獲得有關(guān)地巖層的任何信息之前穿透。減小這個(gè)盲區(qū)的長(zhǎng)度是很重要的，以避免地巖層鉆探長(zhǎng)度產(chǎn)生不需要流體。隨欠平衡鉆探所產(chǎn)生流體的動(dòng)態(tài)測(cè)量實(shí)際上減小這個(gè)盲間隔，因?yàn)榄h(huán)形空間流體流動(dòng)比鉆頭穿透速度快。當(dāng)鉆頭穿透新的地巖層時(shí)，來(lái)自該地巖層的流體向上流到新井孔的環(huán)形空間，通過(guò)鉆探工具中的PNG檢測(cè)器測(cè)量點(diǎn)。該流體通常以快于鉆探速度幾倍的速度流動(dòng)。因此，在PNG檢測(cè)器傳感器物理地通過(guò)該地巖層之前，從新鉆地巖層產(chǎn)生的流體到達(dá)PNG檢測(cè)器傳感器。因此，即使鉆頭到PNG檢測(cè)器的物理距離相對(duì)長(zhǎng)，可以測(cè)量的在地巖層中的流體深度的點(diǎn)差不多在鉆頭上。越快的水檢測(cè)，越容易進(jìn)行充分測(cè)量，例如響應(yīng)終端鉆探(terminating drilling)。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供用于確定在地巖層中存在的特定流體(在一個(gè)實(shí)例中的水)流量的方法，當(dāng)環(huán)形空間除存在地巖層水之外還存在大量鉆井液時(shí)，不可以使用單相流動(dòng)的近似值。在這種情況下，進(jìn)行附加測(cè)量，以解決用于水流動(dòng)的環(huán)形通流面積的減小比例的問(wèn)題。該方法依靠用檢測(cè)器測(cè)量的伽馬射線計(jì)數(shù)的增加量和飛行時(shí)間。計(jì)算流量的方法實(shí)施例依靠受讓給本申請(qǐng)的受讓人的美國(guó)專利5,219,518中公開(kāi)的方法(′518專利)(MCKeon等)，并且在此并入作為參考?！?18專利公開(kāi)在第一實(shí)施例的13欄、15欄53行、13行，其中表示流量“Q”與檢測(cè)器檢測(cè)的計(jì)數(shù)數(shù)量成比例。Q由下列公式確定Q＝F(V，d，rd，Ld，Tact，Bhod)×Cflow/Stotal其中“Cflow”是表示流動(dòng)特征的計(jì)數(shù)數(shù)量，“Stotal”是在輻射期間發(fā)射的總中子數(shù)，V和d上面已經(jīng)限定，“rd”是檢測(cè)器的半徑，“Ld”是檢測(cè)器的長(zhǎng)度，“Tact”是輻射周期，“Bhod”包括井筒補(bǔ)償系數(shù)。函數(shù)“F”可以在實(shí)驗(yàn)室確定，根據(jù)不同的環(huán)境條件測(cè)量測(cè)井工具的反應(yīng)?！癈flow”可以確定為表示流動(dòng)的特征面積，諸如在′518專利的圖2A，2B，3A，3B所示的峰值，或在圖7A，7B，7C上的拉長(zhǎng)區(qū)域700，701，702。“面積”意味著用指數(shù)衰減曲線劃界的特征面積。在′518專利的圖5A，5B和6的實(shí)例中，“Cflow”面積對(duì)應(yīng)于稱為FLOWING的各個(gè)陰影區(qū)，而在′518專利的圖4A，4B的實(shí)例中，“Cflow”面積對(duì)應(yīng)于各個(gè)陰影區(qū)?！癝total”可以在實(shí)驗(yàn)室設(shè)備中或者在井筒測(cè)量期間的狀況用已知的方法計(jì)算。例如，在受讓給斯倫貝謝技術(shù)公司(Schlumberger Technology Corporation)美國(guó)專利No.4,760,252中描述的方法可能是合適的。根據(jù)′518專利的第二實(shí)施例尤其合適，但是不排斥低速流動(dòng)，流量“Q”可以通過(guò)′518專利的圖7A，7B，7C和圖8所述的步驟確定。′518專利的圖8表示代表流動(dòng)計(jì)數(shù)對(duì)流量的坐標(biāo)圖(每天測(cè)量的桶；100桶明顯等于15.9m3)。′518專利的圖8的坐標(biāo)圖是在測(cè)量前的參考坐標(biāo)，或者利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備或者用模型計(jì)算。根據(jù)在′518專利公開(kāi)的發(fā)明，發(fā)現(xiàn)至少對(duì)于低速，涉及低流量計(jì)數(shù)(表示流動(dòng))是線性的。一旦獲得計(jì)數(shù)率對(duì)時(shí)間(在測(cè)量時(shí))的實(shí)際坐標(biāo)圖，那么，計(jì)算在所述實(shí)際坐標(biāo)圖上代表流動(dòng)的特征面積，給出表示流動(dòng)的計(jì)數(shù)數(shù)量。然后，參照′518專利的圖8的參考坐標(biāo)確定實(shí)際流量，用于相應(yīng)于所述實(shí)際計(jì)數(shù)的數(shù)量的流量值。
在環(huán)形空間中流動(dòng)的流體通常包括鉆井液和產(chǎn)生的流體的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，鉆井液包括油，并且所測(cè)流體是產(chǎn)生的水。當(dāng)產(chǎn)生的水比率不大于油鉆井液時(shí)，在環(huán)形空間中油和水的混合物可以作為兩相流動(dòng)來(lái)對(duì)待。除了飛行時(shí)間之外，確定水流量的一種方法是利用前面描述的所增加計(jì)數(shù)的量。確定水流量的另一種方法是形成平均水體積分?jǐn)?shù)(“持率”)的分離測(cè)量，然后根據(jù)等式結(jié)合水速度和環(huán)形通流面積qw＝HwvwA (4)其中qw是水流量，Hw是持水率，vw是水的速度，和A是環(huán)形通流面積。
持水率是在環(huán)形通流面積中水的比例。持水率測(cè)量象水速度測(cè)量一樣，盡可能在時(shí)間和位置上靠近進(jìn)行。下面描述基于不同的持水率測(cè)量確定水流量的兩種方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種通過(guò)從欠平衡井的井筒環(huán)形空間的電阻率確定水速度(如上所述)和持水率而測(cè)量產(chǎn)生的油和水流量的方法。井利用流體(諸如上述的一種)鉆探，其相對(duì)水中所含的氧來(lái)說(shuō)不含氧或含很少氧。在大致相同的時(shí)間和大致相同的井筒深度進(jìn)行水速度和井筒流體的電阻率的判斷。這通過(guò)包括“核子”部件(諸如PNG)的LWD工具和具有彼此靠近的測(cè)量點(diǎn)的“電阻率”部件進(jìn)行。為了確定井筒的電阻率，一種方法可以是受讓給斯倫貝謝技術(shù)公司(Schlumberger Technology Corporation)并且在此并入作為參考的美國(guó)專利No.4,760,252中(“Best專利”)描述的方法。Best專利依靠井筒中流體已知的電阻率，以減小井筒的直徑。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的方法，利用假定已知的井筒直徑，以獲得井筒的電阻率。
Best專利涉及在有線測(cè)井或隨鉆測(cè)井過(guò)程中，利用電磁工具測(cè)量井筒直徑的方法和設(shè)備。電磁波在位于測(cè)井裝置外周的發(fā)射天線處產(chǎn)生，并通過(guò)與發(fā)射器縱向隔開(kāi)的兩個(gè)或更多類似的接收天線檢測(cè)。在操作這種工具的過(guò)程中，發(fā)射的電磁波發(fā)射狀地穿過(guò)井筒并進(jìn)入地巖層。然后，該波在地巖層中平行于井筒壁傳播，然后，進(jìn)入井筒放射狀地傳播到接收器。這種路徑的結(jié)果是，在接收器上的信號(hào)相(與在發(fā)射器上的信號(hào)相有關(guān))包含有關(guān)井筒流體、井筒直徑、和地巖層的信息。在接收器中測(cè)量的相移(和/或衰減)主要取決于地巖層電阻率。與一個(gè)或多個(gè)接收器上的相相關(guān)的相移使井筒對(duì)接收器上的相影響與地巖層對(duì)接收器上的相影響能夠分開(kāi)。井眼影響(wellboreeffect)直接與井筒直徑和井筒中的流體電阻率相關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的方法，井筒的直徑分別通過(guò)不同的測(cè)量來(lái)確定，諸如在上面引用的歐洲專利申請(qǐng)公開(kāi)的超聲波測(cè)量。由于知道直徑，在Best專利第3-6欄中提出的一個(gè)公式可以用于確定井筒的電阻率。Best專利在3-6欄提出了確定作為井筒流體電阻率的函數(shù)的井筒直徑的幾種方法。例如，Best專利提出下列等式ФT≈(A-43/Rm+0.47/Rm2)+(4+5.5/Rm-0.05/-Rm2)Dh+(17.6+0.14Dh-0.029Dh2)ΔΦ(5)其中ΦT是總相(total phase)，A是涉及發(fā)射天線的信號(hào)相的常數(shù)，Rm是鉆探泥漿的電阻率，Dh是井筒的直徑，ΔΦ是安裝在工具上的兩個(gè)接收器之間的相移，和ΦT是“總相”，即，是在兩個(gè)接收器上接收到信號(hào)的相的總和的兩倍。Best專利第6欄(colume)說(shuō)明如何獲得該公式，盡管在此描述的本發(fā)明實(shí)施例不局限于這個(gè)表達(dá)式和不局限于從這個(gè)表達(dá)式確定的電阻率。
從井筒的電阻率可以獲得在多相流體中產(chǎn)生的水的持率Hw，假定鉆井液和油具有相似的介電特性，其是在此討論的鉆井液包括油、碳?xì)浠衔餁怏w、或氮的實(shí)施例中的可行假定。而且假定在混合物中氣體的量足夠低，以認(rèn)為混合物是兩相流動(dòng)混合物。而且，假定水體積分?jǐn)?shù)高于0.5，混合物可以認(rèn)為是水連續(xù)相。在這種情況下，可以使用Ramu & Rao公式，并且混合物的導(dǎo)電率表示為σmw=σwater2β3-β---(6)]]>和σ＝1/Rm(考慮單元轉(zhuǎn)換系數(shù))(7)其中β是持率Hw(沒(méi)有滑動(dòng)的水切割)，和σwater是水的導(dǎo)電率。
因?yàn)镽m可以從上述的Best專利中確定，在Best專利中Hw可以從等式(6)確定。那么Hw可以用于推導(dǎo)水流量qw和油流量qo。
眾所周知，在井中均勻流動(dòng)放熱水和碳?xì)浠衔锏牧髁靠梢员硎緸閝w＝AHwvw(8)用于水；和qo＝A(1-Hw)vo(9)用于碳?xì)浠衔铮渲蠥是井的截面，Hw是平均水體積分?jǐn)?shù)，vW是平均水速度，vo是平均碳?xì)浠衔锼俣取？梢约俣ㄔ阢@探環(huán)境中，在井筒和鉆鋌之間的環(huán)形空間中流動(dòng)的油和水相之間沒(méi)有滑動(dòng)速度。在環(huán)形空間的洶涌混流模式(turbulentmixed flow regime)中，相對(duì)大的鉆鋌高速旋轉(zhuǎn)，例如，63/4英寸鉆桿柱與近全尺寸的穩(wěn)定器一起在8英寸的孔中以200rpm旋轉(zhuǎn)，在這樣的模式中上述假定是合理的。在這種情況下，水速度vw近似等于油速度vo，即，混合速度。因此，當(dāng)面積A已知時(shí)，產(chǎn)生的流量qw和qo可以從等式(8)和(9)確定，Hw持率從上述的電阻率Rm確定。
然而在另一實(shí)施例中，持水率可以通過(guò)脈沖中子俘獲(PNC)測(cè)井確定。(根據(jù)本實(shí)施例，在欠平衡鉆探的地巖層通過(guò)高能中子(一般為14MeV)猝發(fā)而輻射)。中子通過(guò)與地巖層和井筒中的核子碰撞慢下來(lái)。然后，慢(熱)的中子經(jīng)一段時(shí)間被地巖層和井筒的核子俘獲(中子俘獲)，或者它們擴(kuò)散到檢測(cè)器的檢測(cè)范圍外(中子擴(kuò)散)。中子俘獲伴隨伽瑪射線的發(fā)射，其在測(cè)井工具中檢測(cè)。伽瑪射線計(jì)數(shù)隨時(shí)間的下降主要是地巖層流體和井筒流體的礦化度(salinity)的量度。缺鹽的地巖層水經(jīng)常是存在碳?xì)浠衔锏闹甘酒?，其不含NaCl。與衰減時(shí)間相反，就熱中子俘獲截面∑(sigma)而言，經(jīng)常記錄伽瑪射線強(qiáng)度的下降。通常，在地巖層中碳?xì)浠衔锏拇嬖谠黾又凶臃@時(shí)間，從而減小熱中子俘獲截面。
在一個(gè)實(shí)施例中，PNC工具可以是“雙猝發(fā)”工具，諸如在受讓給斯倫貝謝技術(shù)公司(Schlumberger Technology Corporation)的美國(guó)專利4,926,044、題為“熱衰減時(shí)間測(cè)井方法和設(shè)備(Peter Wraight)”中公開(kāi)的工具。在雙猝發(fā)工具中，確定地巖層的熱中子俘獲截面的普通“長(zhǎng)”中子猝發(fā)先于一個(gè)或更多的“短”猝發(fā)，其讓PNC系統(tǒng)根據(jù)伽瑪射線計(jì)數(shù)定性井筒的熱中子俘獲效應(yīng)并最終對(duì)其大致補(bǔ)償。雙猝發(fā)時(shí)序從短中子猝發(fā)(例如10μs)開(kāi)始，隨后幾個(gè)(例如，5個(gè))“俘獲”計(jì)數(shù)門(count gate)，緊接著所述猝發(fā)，在此期間在幾個(gè)10□s“計(jì)數(shù)門”的時(shí)間周期內(nèi)測(cè)量快熱中子衰減，幾個(gè)10□s“計(jì)數(shù)門”的時(shí)間周期是規(guī)定的時(shí)間周期，在該時(shí)間周期由伽瑪射線檢測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)傳送到信號(hào)計(jì)數(shù)電路(未示出)中。因?yàn)榈谝烩Оl(fā)相對(duì)短，花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間形成的地巖層信號(hào)小，引起的伽瑪射線衰減時(shí)間主要涉及井筒的熱中子俘獲截面。然后，時(shí)序可以繼續(xù)有長(zhǎng)中子猝發(fā)(例如，152μs)，接下來(lái)是在幾個(gè)100□s的時(shí)間期間的幾個(gè)(例如8)“俘獲”計(jì)數(shù)門，在此期間測(cè)量“慢”熱中子衰減。慢的衰減通常通過(guò)地巖層的熱中子俘獲截面□□□□□來(lái)控制。利用在短碰撞之后獲得的衰減時(shí)間，可以對(duì)鉆孔的熱中子俘獲截面的影響進(jìn)行校正。伽瑪射線計(jì)數(shù)在預(yù)定計(jì)數(shù)周期累積。然后，在所述計(jì)數(shù)周期內(nèi)的伽瑪射線計(jì)數(shù)可以用于確定井筒和地巖層的熱中子俘獲截面，如在Wraight專利提出的。當(dāng)井筒俘獲截面∑wellbore是從地巖層進(jìn)入井筒的水的俘獲截面∑water和各個(gè)碳?xì)浠衔镢@井液的俘獲截面∑drillingfluid的線性組合時(shí)，持水率Hw可以從下面提供的公式獲得，其中地巖層水的礦化度是已知的。
∑wellbore＝∑waterHw+∑drillingfluid(1-Hw)這種方法類似于電阻率法，因?yàn)橥ㄟ^(guò)鉆井液的地巖層的侵入的實(shí)際缺乏涉及三個(gè)變量。在UBD井中三個(gè)變量是井筒流體測(cè)量、井筒尺寸和未受損害的地巖層測(cè)量。在一般的過(guò)平衡井中有五個(gè)變量井筒流體測(cè)量、井筒尺寸、侵入帶測(cè)量、侵入帶深度、和未受損害的地巖層測(cè)量。而且，兩種測(cè)量法利用水的礦化度量度，其可以來(lái)自于產(chǎn)生的水樣品的表面測(cè)量。這種水的礦化度確定在“井筒中子俘獲截面”等式中的“地巖層水中子俘獲橫截面”項(xiàng)、和在“井筒電阻率”等式中的“地巖層水的電阻率”項(xiàng)。
在此描述的實(shí)施例有幾種應(yīng)用。一種應(yīng)用是在這些情況，當(dāng)產(chǎn)水源不能由其它方法確定時(shí)，因?yàn)闆](méi)有流體流動(dòng)的靜態(tài)測(cè)量缺乏深度或分辨力來(lái)揭示產(chǎn)水源。作為在導(dǎo)水裂隙情況下的實(shí)例，不能只從靜態(tài)測(cè)量確定這些裂隙將產(chǎn)生的流體的類型。但是，當(dāng)在欠平衡的條件下鉆探井時(shí)，本發(fā)明的實(shí)施例提供在井流動(dòng)的動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)行測(cè)量的可能性。由于產(chǎn)水帶被貫穿，因而可以有幾種選擇?？梢苑艞壆a(chǎn)水帶并鉆探更好位置的孔。另外，具有產(chǎn)水帶的孔可以通過(guò)安裝合適的完井來(lái)隔離，所述完井包括定位在適當(dāng)深度的堵水裝置。一個(gè)提供堵水選項(xiàng)的簡(jiǎn)單完井位于套管被粘牢的位置，只是在碳?xì)浠衔锂a(chǎn)生帶具有穿孔。在此描述的本發(fā)明的實(shí)施例還可以用于對(duì)鉆探時(shí)的鉆頭估定發(fā)生了多少流體損失。這也可以用作實(shí)時(shí)監(jiān)控器，以估定鉆井液損失處理的效果，或可能沿路更持久的處理。在鉆探后，在生產(chǎn)條件下具有整個(gè)新鉆的井筒，當(dāng)離開(kāi)井筒時(shí)，測(cè)井工具可以用于形成整個(gè)井的水流測(cè)井。這個(gè)記錄可以用作基礎(chǔ)記錄，以檢驗(yàn)完井效果，其可以在初始測(cè)井后安裝在井中以使水的流入最小。完井后進(jìn)行第二水流測(cè)井，生產(chǎn)測(cè)井下井儀器利用所述相同的測(cè)量原理。比較兩個(gè)記錄來(lái)檢驗(yàn)堵水的效力。
盡管在此描述的本發(fā)明實(shí)施例討論了欠平衡鉆探，本發(fā)明不限于這種鉆探。它可以應(yīng)用于過(guò)平衡鉆探，其中在通過(guò)裂隙的鉆探時(shí)，為了估定它的生產(chǎn)能力，暫時(shí)降低井中的壓力，接下來(lái)是如上面的說(shuō)明書所述的欠平衡鉆探。在欠平衡鉆探期間，當(dāng)在短時(shí)間周期生產(chǎn)井時(shí)，可以進(jìn)行上述測(cè)量。然后，恢復(fù)過(guò)平衡操作。
雖然本發(fā)明描述了有限數(shù)量的實(shí)施例，但在沒(méi)有脫離在此公開(kāi)的本發(fā)明的范圍的情況下，受益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以想出其它實(shí)施例。例如，盡管為了說(shuō)明起見(jiàn)利用描述的PNG激活，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可利用任何激活裝置。因此，本發(fā)明的范圍僅通過(guò)附加的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于在鉆探環(huán)境中確定井下參數(shù)的方法，包括在欠平衡鉆探期間，在從地巖層流過(guò)井筒的第一流體中選擇性地產(chǎn)生標(biāo)記；檢測(cè)所述標(biāo)記；和確定所述標(biāo)記被檢測(cè)的深度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述標(biāo)記通過(guò)在所述第一流體中主要或單獨(dú)包含的同位素的激活而產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一流體的激活包括相對(duì)至少一第二流體大致激活所述第一流體。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二流體包括鉆井液。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二流體包括大致低于在所述第一流體中激活的同位素的濃度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一流體包括水。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中激活的同位素是16O。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法，其中該方法利用一隨鉆(WD)工具實(shí)施。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述激活通過(guò)在所述WD工具中包括的激活裝置進(jìn)行。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述WD工具還包括位于離所述激活一距離d的一伽瑪射線檢測(cè)器，所述伽馬射線檢測(cè)器用于檢測(cè)所激活的同位素的伽瑪射線。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述伽馬射線檢測(cè)器具有一域值，以選擇性地檢測(cè)所激活的同位素。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中用所述檢測(cè)器檢測(cè)的伽瑪射線光譜分解成來(lái)自于不同的所激活的同位素的成分，以選擇性地檢測(cè)有關(guān)的所激活的同位素。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述激活裝置包括一脈沖中子發(fā)生器。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括安裝至少包括一堵水裝置的完井，該堵水裝置位于確定為防止所述第一流體流入所述井筒的深度。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述脈沖中子發(fā)生器適于以不同頻率發(fā)生脈沖。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括確定所標(biāo)記的第一流體行進(jìn)在產(chǎn)生標(biāo)記的標(biāo)記裝置和檢測(cè)標(biāo)記的檢測(cè)裝置之間的一距離(d)的一飛行時(shí)間。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中還包括由所述飛行時(shí)間(t)和所述已知距離(d)計(jì)算所述第一流體的速度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中還包括從以下公式獲得水流量“Q”的步驟Q＝F×Cflow/Stotal其中F是環(huán)境參數(shù)的函數(shù)，Cflow是表示流動(dòng)的計(jì)數(shù)數(shù)量，和Stotal是在激活過(guò)程中的中子總數(shù)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中還包括以下步驟通過(guò)在大致相同的深度和大致相同的時(shí)間、測(cè)量所述井筒流體的電阻率和所述第一流體的所述速度來(lái)確定的流體1和流體2的體積分?jǐn)?shù)，獲得流量。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述電阻率根據(jù)所述井筒的直徑來(lái)確定。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中確定所述電阻率包括發(fā)射傳播函數(shù)電磁信號(hào)；檢測(cè)在所述井孔中一對(duì)位置之間的傳播信號(hào)的相移；和確定表示與所述發(fā)射信號(hào)的相有關(guān)的接收信號(hào)的相的相信號(hào)；相應(yīng)于所述井筒的直徑、所述相信號(hào)和所述相移信號(hào)，確定所述電阻率。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述直徑通過(guò)使超聲脈沖穿過(guò)所述井筒的環(huán)形空間、在井筒壁反射并返回一檢測(cè)器來(lái)確定。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述傳播函數(shù)電磁信號(hào)通過(guò)位于所述鉆桿柱工具的給定位置的發(fā)射天線來(lái)發(fā)射，所述傳播信號(hào)的相移通過(guò)位于所述鉆桿柱的所述一對(duì)位置的一對(duì)接收器來(lái)檢測(cè)。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中通過(guò)利用PNC裝置來(lái)測(cè)量所述井孔流體的熱中子俘獲截面而確定在所述井筒中的所述第一和第二流體的體積分?jǐn)?shù)。
25.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一流體流向地面位置。
26.一種用于在鉆探環(huán)境中確定井下參數(shù)的工具，其中該工具適于放置在一鉆桿柱中，其中該工具包括沿鉆桿柱軸分開(kāi)一距離d的標(biāo)記裝置(6)和標(biāo)記檢測(cè)器(7)，該工具還包括開(kāi)啟所述標(biāo)記裝置(6)的控制電路，以選擇性地標(biāo)記從地巖層流過(guò)該工具的一第一流體；和連接所述標(biāo)記檢測(cè)器(7)的處理裝置(17)，用于確定所標(biāo)記的第一流體流過(guò)所述標(biāo)記檢測(cè)器(7)的時(shí)間。
27.如權(quán)利要求26所述的工具，其中所述標(biāo)記通過(guò)選擇性激活而產(chǎn)生。
28.如權(quán)利要求27所述的工具，其中所述第一流體的選擇性激活包括至少相對(duì)于第二流體大致激活所述第一流體。
29.如權(quán)利要求28所述的工具，其中所述工具包括一隨鉆(WD)工具。
30.如權(quán)利要求28所述的工具，其中所述標(biāo)記裝置是在所述WD工具中包括的一激活裝置。
31.如權(quán)利要求26所述的工具，其中所述標(biāo)記裝置適于通過(guò)來(lái)自地面的命令而開(kāi)啟。
32.如權(quán)利要求26所述的工具，其中所述標(biāo)記檢測(cè)器是位于所述工具中距所述激活裝置一距離d的一激活檢測(cè)器。
33.如權(quán)利要求32所述的工具，其中所述激活檢測(cè)器包括具有一域值的一伽瑪射線檢測(cè)器，以選擇性地檢測(cè)所激活的同位素。
34.如權(quán)利要求32-23所述的設(shè)備，其中所述激活裝置包括一脈沖中子發(fā)生器。
35.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述至少第二流體包括鉆井液。
36.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述至少第二流體包括在所述地巖層中存在的碳?xì)浠衔铩?br> 37.一種用于在鉆探環(huán)境中確定井下參數(shù)的方法，包括鉆探過(guò)平衡的井筒；檢測(cè)穿過(guò)地巖層的裂隙；鉆探所述欠平衡的井筒；在欠平衡鉆探期間，在從地巖層流過(guò)所述井筒的一第一流體上選擇性地產(chǎn)生標(biāo)記；檢測(cè)在所述第一流體中的標(biāo)記；確定在所述第一流體中所述標(biāo)記被檢測(cè)的深度；并恢復(fù)過(guò)平衡鉆探。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在欠平衡鉆探環(huán)境中確定井下參數(shù)的方法和設(shè)備，其包括當(dāng)在欠平衡鉆探時(shí)，選擇性地激活從地巖層流過(guò)井筒的第一流體；檢測(cè)所激活的第一流體；和確定所述流體進(jìn)入井筒的深度。
文檔編號(hào)E21B47/10GK1777737SQ200480010429
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者約翰·愛(ài)德華茲, 克里斯琴·斯托勒, 彼得·賴特, 羅杰·格里菲思, 尼古拉斯·雷努克斯 申請(qǐng)人:普拉德研究及發(fā)展公司