測(cè)量預(yù)測(cè)試抽吸方法與儀器的制造方法
【專利摘要】公開(kāi)了用于在井下環(huán)境中執(zhí)行地層流體的抽吸的方法和儀器。一個(gè)示例性的方法包括，使地層測(cè)試工具的流體連通裝置接觸井眼壁，以及執(zhí)行第一類型的抽吸，以吸取流體進(jìn)入到流體連通裝置。所述方法還包括在第一類型的抽吸的執(zhí)行期間探測(cè)井眼壁上的泥餅的裂口，以及響應(yīng)于探測(cè)到泥餅的裂口，執(zhí)行第二類型的抽吸，以吸取流體進(jìn)入到樣品探針中。第二類型的抽吸不同于第一類型的抽吸。而且，示例性的方法包括在第二類型的抽吸的執(zhí)行期間，確認(rèn)井眼壁上的泥餅的裂口。
【專利說(shuō)明】測(cè)量預(yù)測(cè)試抽吸方法與儀器
【背景技術(shù)】
[0001]在過(guò)去的幾十年中，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了高尖端技術(shù)用于自底下地層識(shí)別和開(kāi)采烴類，所述烴類通常指石油和天然氣。這些技術(shù)有助于從地下地層發(fā)現(xiàn)、評(píng)估和開(kāi)采烴類。
[0002]當(dāng)認(rèn)為已發(fā)現(xiàn)地下地層含有經(jīng)濟(jì)上可開(kāi)采數(shù)量的烴類時(shí)，通常將井眼(borehole)從地球表面鉆井至希望的地下地層，并在地層上執(zhí)行測(cè)試以確定所述地層是否可能開(kāi)采出有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的烴類。通常地，在地下地層上執(zhí)行的測(cè)試包括詢問(wèn)所穿透的地層用以確定烴類是否實(shí)際存在，并估計(jì)可開(kāi)采烴類的數(shù)量。用于執(zhí)行這樣測(cè)試的一個(gè)途徑是通過(guò)地層測(cè)試工具，通常被稱為地層測(cè)試器。
[0003]地層測(cè)試通常涉及使用某些初級(jí)測(cè)試，或預(yù)測(cè)試(pretest)，其可以用于在一個(gè)或多個(gè)深度的地層處執(zhí)行一個(gè)相對(duì)迅速的估計(jì)。雖然通常這種預(yù)測(cè)試被相對(duì)迅速地實(shí)施，但這些測(cè)試可能引入延遲(例如，鉆井延遲，如果所述測(cè)試通過(guò)位于鉆井組件中的工具來(lái)實(shí)施的話)，從而增加了非生產(chǎn)性的時(shí)間和工具在井筒中變得黏住的可能性。為了減少這樣的非生產(chǎn)性的時(shí)間和工具黏住的可能性，經(jīng)常建立基于主要地層和鉆井條件的鉆井操作規(guī)范，用以指示鉆柱可以固定在給定的井眼中多長(zhǎng)的時(shí)間。在這些規(guī)范下，鉆柱可能僅允許固定在一個(gè)有限的時(shí)間段內(nèi)，用以配置探針和執(zhí)行壓力測(cè)量。因?yàn)榈貙訙y(cè)試操作用于整個(gè)鉆井操作期間，任何測(cè)試(例如，預(yù)測(cè)試)的期間和在分配的時(shí)間中可實(shí)現(xiàn)的所述測(cè)量結(jié)果的精度是主要的限制，這必須要考慮。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0004]從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中可最佳地理解本發(fā)明。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件未按比例繪制。事實(shí)上，各種特征的尺寸可以任意增加或減小以方便討論。
[0005]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的儀器的示意圖。
[0006]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的另一儀器的示意圖。
[0007]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的另一儀器的示意圖。
[0008]圖4a是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0009]圖4b是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0010]圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0011]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的流程圖。
[0012]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0013]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0014]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0015]圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0016]圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示。
[0017]圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的流程圖。
[0018]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種方法的圖示?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]可以理解，下文的公開(kāi)提供多個(gè)不同的實(shí)施例，或者用于實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例的不同特征的實(shí)例。構(gòu)件和布置的特殊實(shí)例在下文被描述用以簡(jiǎn)化本公開(kāi)。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，且不旨在限制。此外，本發(fā)明可能在各種實(shí)例中重復(fù)使用附圖標(biāo)記和/或字母。這個(gè)重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清晰的目的，且它本身并不在討論的各種實(shí)施例和/或配置之間要求一種關(guān)系。而且，在隨后的說(shuō)明書(shū)中第一特征在第二特征上方或在第二特征上形成可以包括第一和第二特征直接接觸地形成的實(shí)施例，也可以包括附加的特征可以置于第一與第二特征之間形成、因而第一與第二特征可以不是直接接觸的實(shí)施例。
[0020]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面涉及用以在井下環(huán)境中執(zhí)行地層流體的抽吸(drawdown)的方法和儀器。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，地層特性(例如，地層壓力、遷移率，等)可以由公開(kāi)的方法估計(jì)，所述方法可以包括勘查階段以及測(cè)量階段。在一個(gè)示例性的方法中，地層測(cè)試工具的樣品探針或其它流體連通裝置用于接觸井眼壁。在勘查階段期間，執(zhí)行第一類型的抽吸用以吸取流體到樣品探針中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第一類型的抽吸是大體上連續(xù)的體積膨脹。在第一類型的抽吸期間，與流體有關(guān)的壓力數(shù)據(jù)被收集和分析，以用于確定例如數(shù)據(jù)的圖案或趨勢(shì)、與所述趨勢(shì)或圖案的偏差、泥餅的裂口和/或流體從接觸的地層流動(dòng)進(jìn)入流體連通裝置中的流動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以涉及這些探測(cè)。例如，泥餅的裂口可以基于與所述數(shù)據(jù)的趨勢(shì)或圖案的偏差來(lái)確定。在一些實(shí)例中，所述趨勢(shì)或圖案對(duì)應(yīng)于與隨時(shí)間-變化的壓力有關(guān)的斜率或最佳擬合線。
[0021]示例性的方法也可以包括響應(yīng)于上述探測(cè)、例如響應(yīng)于探測(cè)到泥餅的裂口執(zhí)行第二類型的抽吸，以吸取流體進(jìn)入樣品探針中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第二類型的抽吸可以不同于第一類型的抽吸。例如，第二類型的抽吸可以基于步進(jìn)式的或增量式的體積膨脹。第二抽吸可以用于確認(rèn)或核實(shí)上述探測(cè)。例如，第二抽吸可基于發(fā)生于步進(jìn)式抽吸的每一步驟之后的一個(gè)或多個(gè)壓力恢復(fù)之間的差別來(lái)確認(rèn)泥餅的裂口。
[0022]跟隨第二抽吸序列之后的恢復(fù)壓力可以用于確定地層特性，例如地層壓力或遷移率，所述地層特性可以然后用于設(shè)定或規(guī)定測(cè)試參數(shù)，例如時(shí)間、體積或流率，以確定或用在工具的隨后的操作序列、例如用于吸取流體進(jìn)入地層測(cè)試工具中的第三類型的抽吸中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，第三類型的抽吸是用于地層的測(cè)量測(cè)試中、即在測(cè)量階段期間的抽吸。本文描述的方法的執(zhí)行便于在預(yù)測(cè)試期間以比現(xiàn)有技術(shù)所經(jīng)歷的時(shí)間量減小的時(shí)間量準(zhǔn)確測(cè)量泥餅裂口。
[0023]轉(zhuǎn)向附圖，圖1描述了包括井下工具的井場(chǎng)系統(tǒng)，所述工具可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面進(jìn)行操作。圖1的井場(chǎng)鉆井系統(tǒng)可以在陸上或在海上使用。在圖1的示例性井場(chǎng)系統(tǒng)中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)和/或定向鉆井在一個(gè)或多個(gè)地下地層中形成井眼11。
[0024]如圖1所示，鉆柱12懸掛在井眼11中并且包括底部鉆具組合(bottom holeassembly, BHA) 100，所述底部鉆具組合在其下端具有鉆頭105。地面系統(tǒng)包括位于井眼11上方的平臺(tái)和鉆塔組件10。鉆塔組件10包括轉(zhuǎn)盤(pán)16、方鉆桿17、鉤子18和轉(zhuǎn)環(huán)19。鉆柱12通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)16旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)16通過(guò)未示出的裝置提供動(dòng)力，所述轉(zhuǎn)盤(pán)16在鉆柱12的上端接合方鉆桿17。示例性的鉆柱12通過(guò)方鉆桿17和轉(zhuǎn)環(huán)19自鉤子18懸掛，所述鉤子連接到游動(dòng)滑車(chē)(未示出)，所述轉(zhuǎn)環(huán)19允許鉆柱12相對(duì)于鉤子18旋轉(zhuǎn)。附加地，或者可選地，可以使用頂部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。[0025]在圖1中描述的實(shí)例中，地面系統(tǒng)進(jìn)一步包括鉆井流體26，其通常在工業(yè)中指代“泥漿”，且其儲(chǔ)存在形成于井場(chǎng)處的槽27中。泵29通過(guò)轉(zhuǎn)環(huán)19中的端口將鉆井流體26輸送到鉆柱12的內(nèi)部，從而使鉆井流體26如方向箭頭8所示地向下流動(dòng)通過(guò)鉆柱12。鉆井流體26通過(guò)鉆頭105中的端口離開(kāi)鉆柱12，且然后如方向箭頭9所示地向上循環(huán)通過(guò)鉆柱12的外部與井眼11的壁之間的環(huán)狀區(qū)域。鉆井流體26潤(rùn)滑鉆頭105，并當(dāng)鉆井流體26返回到槽27用于再循環(huán)時(shí)將地層鉆屑帶到地面，并且在井眼11的壁上產(chǎn)生泥餅層(未示出)。
[0026]圖1的示例性的井底鉆具組件100中還包括任意數(shù)量和/或類型的隨鉆測(cè)井(LffD)模塊或工具(其中的一個(gè)由附圖標(biāo)記120表示)和/或隨鉆測(cè)量(MWD)模塊(其中的一個(gè)由附圖標(biāo)記130表示)、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)或泥漿電機(jī)150以及示例性的鉆頭105。MWD模塊130測(cè)量鉆頭105的方位角和傾斜度，其可以用于監(jiān)測(cè)井眼軌道。
[0027]圖1的示例性的LWD工具120和/或示例性的MWD模塊130可以被容納于特殊類型的鉆鋌中(如本領(lǐng)域中已知的)，且包括任意數(shù)量的記錄工具、壓力測(cè)量工具以及可選的流體采樣裝置。示例性的LWD工具120包括如下的能力:測(cè)量、處理和/或存儲(chǔ)信息，以及與MWD模塊130通信和/或直接與地面設(shè)備、例如記錄和控制計(jì)算機(jī)160通信。
[0028]記錄和控制計(jì)算機(jī)160可以包括用戶界面，所述用戶界面使得能夠輸入?yún)?shù)和/或顯示輸出，所述輸出可與鉆井操作和/或井眼11穿過(guò)的地層相關(guān)。盡管記錄和控制計(jì)算機(jī)160被示出在井口處且鄰近于井場(chǎng)系統(tǒng)，但記錄和控制計(jì)算機(jī)160的一部分或全部也可以放置在井底鉆具構(gòu)件100中和/或在遠(yuǎn)程位置中。
[0029]圖2描述了包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的井下工具的示例性的線纜(wireline)系統(tǒng)。示例性的線纜工具200可以用于測(cè)量地層壓力，和可選地用于提取和分析地層流體樣品。工具200自多芯電纜204的下端懸掛在井眼或井孔202中，所述多芯電纜204在地面纏繞在絞盤(pán)(未示出)上。在地面，電纜204可通信地連接到電控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)206。工具200具有伸長(zhǎng)主體208，其包括殼體210，所述殼體210具有工具控制系統(tǒng)212，所述工具控制系統(tǒng)212配置為用于控制從地層F對(duì)地層流體的提取和在提取的流體上執(zhí)行的測(cè)量結(jié)果、尤其是壓力。
[0030]電纜工具200還包括地層測(cè)試器214，所述地層測(cè)試器214具有可選擇性伸出的流體接納組件216和可選擇性伸出的工具錨定構(gòu)件218，在圖2中示出的是，流體接納組件216和工具錨定構(gòu)件218布置在主體208的相反側(cè)。流體接納組件216被配置為選擇性地密封或隔離井眼202的壁的所選擇的部分，以流體耦合到鄰近的地層F并從地層F吸取流體。地層測(cè)試器214還包括流體分析模塊220，其包括至少一個(gè)壓力測(cè)量裝置，所述壓力測(cè)量裝置與進(jìn)入流體接納組件216的流體壓力連通，獲得的流體流動(dòng)通過(guò)所述流體接納組件216。一旦完成測(cè)試序列，進(jìn)入流體接納組件的流體然后可以通過(guò)端口(未示出)排出，或者所述流體可以被送到一個(gè)或多個(gè)流體收集室222和224，所述流體收集室可以接收并保留地層流體，以用于隨后在地面或測(cè)試設(shè)備處的測(cè)試。
[0031]在說(shuō)明的實(shí)例中，電控制和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)206和/或井下控制系統(tǒng)212被配置為控制流體接納構(gòu)件216，用以從地層F吸取流體樣品，并用以控制流體分析模塊220以在流體上執(zhí)行測(cè)量。在一些示例性的實(shí)施例中，流體分析模塊220可以配置為分析如本文所述的流體樣品的測(cè)量數(shù)據(jù)。在其它示例性的實(shí)施例中，流體分析模塊220可以配置為產(chǎn)生并存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)且隨后將所述測(cè)量數(shù)據(jù)向地面?zhèn)魉?，用于在地面上的分析。雖然井下控制系統(tǒng)212被示出為與地層測(cè)試器214分開(kāi)實(shí)施，但在一些示例性的實(shí)施例中，井下控制系統(tǒng)212可以實(shí)施在地層測(cè)試器214中。
[0032]圖1中示出的示例性的鉆柱12和/或圖2中的示例性的電纜工具200的一個(gè)或多個(gè)模塊或工具可以使用本文描述的示例性的方法和儀器，以使用多種抽吸技術(shù)執(zhí)行地層流體的抽吸，和/或使用不同的抽吸技術(shù)探測(cè)和核實(shí)泥餅裂口。例如，LWD工具120(圖1)、MWD模塊130 (圖1)、工具控制系統(tǒng)212 (圖2)、和/或地層測(cè)試器214 (圖2)中的一個(gè)或多個(gè)可以利用本文描述的示例性的方法和儀器。雖然本文描述的示例性的儀器和方法是在鉆柱和/或電纜工具的情況下描述，但它們也適于任意數(shù)量和/或類型的附加的和/或替換的井下工具，例如撓性管布置的工具。進(jìn)一步地，本發(fā)明的一個(gè)或個(gè)方面也可以用于其它取芯(coring)應(yīng)用中，例如側(cè)壁取芯和/或直進(jìn)式(in-line)取芯。
[0033]本文描述的方法可以利用任何本領(lǐng)域中已知的地層測(cè)試器、例如參看圖1和2描述的測(cè)試器實(shí)施。其它的地層測(cè)試器也可以使用和/或適于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，例如美國(guó)專利號(hào)US4860581和US4936139的電纜地層測(cè)試器、美國(guó)專利號(hào)US6230557和/或美國(guó)專利號(hào)US7114562的井下鉆井工具。
[0034]可與上述的地層測(cè)試器一起使用的流體連通裝置或探針模塊301的一種型式在圖3中描述。模塊301包括探針312a、圍繞探針312a的封隔器310a、以及從探針312延伸進(jìn)入模塊301的流動(dòng)管路319a。流動(dòng)管路319a從探針312延伸到探針隔離閥321a，且具有壓力測(cè)量?jī)x323a。第二流動(dòng)管路303a從探針隔離閥321a延伸到樣品管路隔離閥324a和均衡閥328a，且具有壓力測(cè)量?jī)x320a。在預(yù)測(cè)試室314中的可逆預(yù)測(cè)試活塞318a也從流動(dòng)管路303a延伸。排出管路326a從均衡閥328a延伸并通到井眼且具有壓力測(cè)量?jī)x330a。樣品流動(dòng)管路325a從樣品管路隔離閥324a延伸且通過(guò)工具。在流動(dòng)管路325a中采樣的流體可以被捕獲、沖洗、或用于其它目的。
[0035]探針隔離閥321a將流動(dòng)管路319a中的流體與流動(dòng)管路303a中的流體隔離。樣品管路隔離閥324a將流動(dòng)管路303a中的流體與樣品管路325a中的流體隔離。均衡閥328a將井眼中的流體與工具中的流體隔離。通過(guò)操縱閥321a、324a和328a以選擇性隔離在流動(dòng)管路中的流體，壓力測(cè)量?jī)x320a和323a可以用于確定不同的壓力。例如，當(dāng)探針與地層流體連通時(shí)，通過(guò)關(guān)閉閥321a，地層壓力可由測(cè)試儀323a讀出，同時(shí)最小化連接到地層的工具體積。
[0036]在另一個(gè)實(shí)例中，均衡閥328a開(kāi)啟時(shí)，泥漿可通過(guò)預(yù)測(cè)試活塞318a從井眼抽取進(jìn)入工具中。關(guān)閉均衡閥328a、探針隔離閥321a和樣品管路隔離閥324a時(shí)，流體可以被困在這些閥與預(yù)測(cè)試活塞318a之間的工具之內(nèi)。壓力測(cè)量?jī)x330a可以用于在工具整個(gè)操作期間連續(xù)地監(jiān)測(cè)井眼流體壓力，且與壓力測(cè)量?jī)x320a和/或323a —起可以用于直接測(cè)量跨過(guò)泥餅的壓力降，而且用于監(jiān)測(cè)跨過(guò)泥餅的井眼干擾的傳送，用于后續(xù)針對(duì)這些干擾修正測(cè)量出的井底壓力。
[0037]除了其它功能之外，預(yù)測(cè)試活塞318a可以用于從地層抽取流體或注射流體到地層中，或者用于壓縮或膨脹困在探針隔離閥321a、樣品管路隔離閥324a與均衡閥328a之間的流體。預(yù)測(cè)試活塞318a優(yōu)選地具有在低速率下操作的能力(例如0.0lcm3/秒)和在高速率下操作的能力(例如IOcm3/秒)，而且具有可以在單個(gè)行程中抽取大體積的能力，例如100cm3。此外，如果需要從地層提取大于IOOcm3而不縮回探針312a，預(yù)測(cè)試活塞318可以循環(huán)。優(yōu)選地可以連續(xù)地監(jiān)測(cè)且積極地控制預(yù)測(cè)試活塞318a的位置，且當(dāng)它閑置時(shí)它的位置可以被鎖定。在一些實(shí)施例中，探針312a可以進(jìn)一步包括過(guò)濾閥(未示出)和過(guò)濾活塞(未示出)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，盡管這些規(guī)格限定了一個(gè)示例性的探針模塊，但其它的規(guī)格也可以使用而不背離本發(fā)明的范圍。
[0038]本文公開(kāi)的技術(shù)也可以與其它包含流動(dòng)管路的裝置一起使用。本文使用的術(shù)語(yǔ)“流動(dòng)管路”指代導(dǎo)管、空腔或其它用于在地層與預(yù)測(cè)試活塞之間建立流體連通的、和/或用于允許流體在其間流動(dòng)的通道。其它這樣的裝置可以包括例如其中探針與預(yù)測(cè)試活塞一體化的裝置。上述裝置的一個(gè)實(shí)例在美國(guó)專利號(hào)US6230557與US6986282中公開(kāi)，它們被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，這兩篇專利在此以參考的形式全文引入。
[0039]可以用在勘查階段期間的一種類型的抽吸的第一實(shí)例在圖4a中示出。如上文所述，參數(shù)、例如地層壓力和地層遷移率可以通過(guò)分析從勘查階段的壓力痕跡或曲線所取得的數(shù)據(jù)來(lái)確定。例如，終止點(diǎn)450表示地層壓力的暫估。可選地，地層壓力可以通過(guò)使用已知技術(shù)外推在恢復(fù)440中獲得的壓力趨勢(shì)來(lái)更精確的估計(jì)。這樣的外推壓力對(duì)應(yīng)于已被獲得且使得所述恢復(fù)可不確定地繼續(xù)的壓力。
[0040]地層遷移率(Κ/μ I (地層滲透率與流體粘度的比率)也可以通過(guò)由恢復(fù)線440表示的恢復(fù)階段來(lái)確定。由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)可以用于由恢復(fù)440期間的壓力相對(duì)于時(shí)間的改變比率來(lái)估計(jì)地層遷移率。
[0041]附加地，或可替換地，圖4b的曲線圖的由陰影區(qū)域描述的且由附圖標(biāo)記425表示的區(qū)域可以用于預(yù)測(cè)地層遷移率。區(qū)域425由線421 (所述線421自終止點(diǎn)450(表示估計(jì)的終止的地層壓力P45tl)水平延伸)、抽吸線420以及恢復(fù)線440來(lái)限定。區(qū)域425可以被確定且與地層遷移率的估計(jì)有關(guān)。具體地講，對(duì)于流體接納組件216 (其允許作為位于井眼11 (圖1)的壁上的圓形孔口處理)，已知地層遷移率(以達(dá)西/厘泊為單位)與上述的區(qū)域425 (以大氣壓-秒為單位表示)成反比。比例常數(shù)與從地層抽取的流體體積(以cm3表示)直接相關(guān)，且是具有接近于單位(unity)的一個(gè)常數(shù)，所述單位說(shuō)明了存在有限半徑井眼，且反比于流體接納探針的直徑的兩倍。使用這樣一個(gè)公式時(shí)，假設(shè)被測(cè)試的地層滲透率是各向同性的，流動(dòng)足夠慢使得用于在多孔媒介中的流動(dòng)的達(dá)西關(guān)系成立，流動(dòng)的幾何特性本質(zhì)上是球狀的且遷移率大于大約0.5毫達(dá)西/厘泊。在這些條件下，在使用這樣的公式中的誤差通常很小(小于很小的百分比)。
[0042]仍然參考圖4b，勘查階段的抽吸步驟或曲線420可以被分析用以確定隨時(shí)間的壓力降，用以確定壓力痕跡的多種特性。由沿著抽吸曲線420的多個(gè)點(diǎn)取得的最佳擬合線412被描述為從起始點(diǎn)410處延伸。偏差點(diǎn)414可以沿著曲線420被確定，所述偏差點(diǎn)表示曲線420從最佳擬合線412達(dá)到規(guī)定的偏差的點(diǎn)。偏差點(diǎn)414可以用作來(lái)自地層的流體流動(dòng)的起始(onset)的估計(jì)，就是說(shuō)，在勘查階段抽取期間，在所述點(diǎn)處來(lái)自地層的被測(cè)試的流體將沉積在井眼壁上的泥餅毀壞并進(jìn)入工具。
[0043]偏差點(diǎn)414可以通過(guò)測(cè)試最近獲得的壓力點(diǎn)來(lái)確定，用以確定隨著獲得相繼的壓力數(shù)據(jù)是否它仍然在壓力趨勢(shì)上，所述壓力趨勢(shì)表示流動(dòng)管路膨脹。偏差點(diǎn)414也可以通過(guò)計(jì)算在抽吸420期間記錄的壓力相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)來(lái)確定。當(dāng)導(dǎo)數(shù)改變(例如，下降)例如2-5%,在一個(gè)點(diǎn)處這個(gè)改變發(fā)生,所述點(diǎn)表示來(lái)自被采樣的地層的流體流動(dòng)的啟動(dòng)。如果需要，為了確認(rèn)與膨脹管路的偏差代表來(lái)自地層的流動(dòng)，進(jìn)一步地先于實(shí)施測(cè)量階段，可以執(zhí)行小體積預(yù)測(cè)試用以核實(shí)泥餅裂口。
[0044]一旦確定偏差點(diǎn)414，抽吸將繼續(xù)超過(guò)點(diǎn)414直到滿足一些規(guī)定的終止標(biāo)準(zhǔn)。上述的標(biāo)準(zhǔn)可以基于壓力、體積和/或時(shí)間。一旦滿足了標(biāo)準(zhǔn)，抽吸將終止且到達(dá)一個(gè)終止點(diǎn)430。希望的是終止點(diǎn)430發(fā)生在給定的壓力P.處，該給定的壓力P43tl相對(duì)于圖4b的對(duì)應(yīng)于偏差點(diǎn)414的偏差壓力P414處于給定的壓力范圍ΛΡ之內(nèi)?？蛇x地，可以希望在偏差點(diǎn)414的確定之后在一個(gè)給定的時(shí)間段內(nèi)終止所述抽吸。例如，如果偏差發(fā)生在時(shí)間td處，終止可被預(yù)設(shè)發(fā)生在由時(shí)間h，其中時(shí)間在時(shí)間td與時(shí)間h之間延伸，由Td來(lái)表示，且被限制于最大的期間之內(nèi)。用于終止所述預(yù)設(shè)的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是在識(shí)別偏差點(diǎn)414之后限制來(lái)自地層的體積下降。這個(gè)體積可以通過(guò)預(yù)測(cè)試室314a(圖3)的體積改變來(lái)確定。體積的最大改變可以被規(guī)定為用于預(yù)測(cè)試的一個(gè)限制參數(shù)。
[0045]一個(gè)或多個(gè)限制標(biāo)準(zhǔn)、壓力、時(shí)間和/或體積，可以單獨(dú)或者結(jié)合使用用以確定終止點(diǎn)430。如果，例如，在高度可滲透地層的情況中，不能滿足希望的標(biāo)準(zhǔn)，例如預(yù)確定的壓力降，預(yù)測(cè)試的期間可以由一個(gè)或多個(gè)其它的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步限定。
[0046]達(dá)到偏差點(diǎn)414之后，壓力繼續(xù)沿著曲線420下降直到在點(diǎn)430處膨脹終止。在這個(gè)點(diǎn)處，探針隔離閥321a被關(guān)閉和/或預(yù)測(cè)試活塞318a被停止，且勘查階段恢復(fù)440開(kāi)始。在流動(dòng)管路中壓力的恢復(fù)繼續(xù)直到在點(diǎn)450處恢復(fù)的終止發(fā)生。
[0047]在恢復(fù)變得足夠穩(wěn)定處的壓力通常作為地層壓力的一個(gè)估計(jì)?；謴?fù)壓力被監(jiān)測(cè)，用以從恢復(fù)壓力的逐漸穩(wěn)定來(lái)提供用于估計(jì)地層壓力的數(shù)據(jù)。尤其是，獲得的信息可以用于設(shè)計(jì)隨后的瞬態(tài)(transient)測(cè)量階段，因而在測(cè)量階段恢復(fù)結(jié)束時(shí)實(shí)現(xiàn)了地層壓力的直接、穩(wěn)定的測(cè)量(圖4a)。
[0048]勘查階段恢復(fù)不應(yīng)所述在壓力恢復(fù)到一定水平之前終止，在所述水平處來(lái)自流動(dòng)管路解壓的偏差被識(shí)別，即，圖4b上由P414表示的壓力。在一個(gè)方法中，設(shè)定的時(shí)間界限可以用于恢復(fù)的期間1\。T1可以被設(shè)定成一些數(shù)值，例如，從地層流動(dòng)時(shí)間Ttl的2.5倍，或更大。在另一個(gè)方法中，壓力標(biāo)準(zhǔn)的改變的時(shí)間速率可以用于限制恢復(fù)的期間!\。例如，當(dāng)在三個(gè)等間隔壓力點(diǎn)(時(shí)間)上產(chǎn)生的壓力改變?cè)诳紤]到壓力測(cè)量噪聲之后小于兩倍的壓力傳感器的分辨率，則恢復(fù)440可以被視為是穩(wěn)定的。
[0049]可以用在勘查階段中的第二種類型的抽吸在圖5中示出。測(cè)量井眼流體或泥漿靜水壓力501且設(shè)定地層測(cè)試器。在設(shè)定工具之后，如圖3中所示，預(yù)測(cè)試活塞318在激活點(diǎn)510處被激活以一個(gè)精確的、固定的速率抽吸流體，用以在希望的時(shí)間在抽吸514期間內(nèi)實(shí)現(xiàn)規(guī)定壓力降。希望的壓力降(Ap)可以是相同的數(shù)量級(jí)，但小于在那個(gè)深度處的預(yù)期的過(guò)平衡(overbalance)(如果所述過(guò)平衡大約已知)。過(guò)平衡是泥漿靜水壓力與地層壓力之間的壓力差?？蛇x地，希望的壓力降(Λρ)可以是一些數(shù)量(例如，300psi)，其大于流動(dòng)起始?jí)毫Φ淖畲笙Ｍ?，就是說(shuō)，毀壞泥餅所需的壓力差(例如，200psi)。實(shí)際的地層壓力是否位于這個(gè)范圍之內(nèi)，對(duì)于本發(fā)明的方面來(lái)說(shuō)是無(wú)關(guān)緊要的。因此，如下的描述假設(shè)地層壓力不位于所述范圍之內(nèi)。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，用以實(shí)現(xiàn)這個(gè)限定的壓力降(Λρ)的活塞抽吸率可以通過(guò)工具流動(dòng)管路體積、希望的壓力降(Λρ)、抽吸514的期間、以及流動(dòng)管路流體壓縮率的估計(jì)的知識(shí)來(lái)確定。 流動(dòng)管路流體的壓縮率可以通過(guò)在井下工具(如上文參考圖3所討論的)之內(nèi)的直接測(cè)量來(lái)建立，或者可以通過(guò)以前獲得的用于利用的特殊泥漿的修正、或由抽吸514的最初階段斜率的分析來(lái)估計(jì)。
[0051]參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面的一種執(zhí)行勘查階段的方法包括一個(gè)第二類型的抽吸，其包含在激活點(diǎn)510處啟動(dòng)一個(gè)抽吸并執(zhí)行一個(gè)受控制的抽吸514。根據(jù)本發(fā)明的一些方面，活塞抽吸率被精確控制，因而壓力降和壓力改變速率被良好控制。但是，不是必須在低速率下實(shí)施預(yù)測(cè)試(活塞抽吸)。當(dāng)達(dá)到規(guī)定的增量壓力降(Ap)時(shí)，停止預(yù)測(cè)試活塞，且抽吸被終止516。然后允許壓力在一個(gè)期間內(nèi)平衡517，其可以比抽吸期間tpi更長(zhǎng)，例如，ti°=atpi，其中a是大于或等于2.5的數(shù)值(圖5)。在壓力被大體上平衡之后，在點(diǎn)520處的壓力與在激活點(diǎn)510處在抽吸的啟動(dòng)處的壓力相比較。然后做出是否重復(fù)所述循環(huán)的決定。用于決定的標(biāo)準(zhǔn)是，是否穩(wěn)定的壓力(例如，在點(diǎn)520處)以一定的數(shù)量不同于抽吸啟動(dòng)處的壓力(例如，在激活點(diǎn)510處)，所述數(shù)量大體上與希望的壓力降(Δρ) 一致。如果是這樣，則重復(fù)這個(gè)流動(dòng)管路膨脹循環(huán)。
[0052]為了重復(fù)所述流動(dòng)管路膨脹循環(huán)，例如，重新激活預(yù)測(cè)試活塞且如所描述的重復(fù)抽吸循環(huán)。也就是說(shuō)，預(yù)測(cè)試520、抽吸524的起始，通過(guò)與用于先前的循環(huán)、抽吸525的終止以及穩(wěn)定530的大體上相同的速率和期間的精確的相同的量(Λρ)。此外，比較520和530處的壓力用以決定是否重復(fù)所述循環(huán)。如圖5中所示，這些壓力明顯不同，且大體上與希望的在流動(dòng)管路中由流體的膨脹引起的壓力降(Λρ) —致。因此，重復(fù)一次或多次所述循環(huán)，530-534-535-540和540-544-545-550。重復(fù)流動(dòng)管路膨脹循環(huán)直到連續(xù)的穩(wěn)定壓力中的差別大體上小于施加的規(guī)定壓力降(Λρ)，例如圖5中540和550所示。
[0053]在相繼的穩(wěn)定壓力中的差別大體上小于施加的規(guī)定壓力降(Λρ)之后，流動(dòng)管路膨脹-穩(wěn)定循環(huán)可以多重復(fù)一次，如圖5中550-554-555-560所示。如果550和560處的穩(wěn)定壓力大體一致，例如在小倍數(shù)的測(cè)試儀可重復(fù)性之內(nèi)，兩個(gè)數(shù)值中較大者被作為地層壓力的第一估計(jì)。而且，本文描述的實(shí)例不限于執(zhí)行多少個(gè)流動(dòng)管路膨脹循環(huán)或步驟。此夕卜，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，在相繼的穩(wěn)定壓力差別大體上小于施加/規(guī)定的壓力差(Λρ)之后，可選地重復(fù)所述循環(huán)一次或多次。
[0054]從流動(dòng)管路流體膨脹到從地層流動(dòng)的轉(zhuǎn)變發(fā)生的點(diǎn)在5中的由500來(lái)識(shí)別。如果在550和560處的壓力在分配的穩(wěn)定時(shí)間結(jié)束時(shí)一致，則允許壓力560繼續(xù)建立和使用在前面部分中所述的程序用以終止恢復(fù)，從而獲得更好的地層壓力的第一估計(jì)，這是有利的。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，做出決定用以或者繼續(xù)勘查階段或者執(zhí)行測(cè)量階段，564-568-569，用以獲得地層壓力570的最終估計(jì)，所述地層壓力570在前面的部分中描述。完成570測(cè)量階段之后，探針從井眼壁釋放，且壓力在一個(gè)時(shí)間段之內(nèi)恢復(fù)到井筒壓力574，并在581處達(dá)到穩(wěn)定。
[0055]一旦在如圖5所示的勘查階段獲得地層壓力與地層遷移率的第一估計(jì)，獲得的信息可以用于建立測(cè)量階段預(yù)測(cè)試參數(shù)，所述參數(shù)將在分配的用于測(cè)試的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更精確的信息特征。
[0056]在另一個(gè)實(shí)例中，勘查階段包括多個(gè)勘查階段的組合，所述多個(gè)勘查階段包括或類似于上文例如參看圖4a、4b以及5描述的那些勘查階段，但是其中在第一抽吸類型中的一個(gè)事件(例如，泥餅裂口探測(cè))促使第二類型抽吸的執(zhí)行。示例性的組合勘查方法600在圖6中示出。通常，勘查方法600開(kāi)始于一個(gè)抽吸或體積膨脹(框602)。壓力被連續(xù)地監(jiān)測(cè)(框603)，例如，實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)，以產(chǎn)生一條壓力曲線(例如，圖7的壓力相對(duì)于時(shí)間的曲線)。最佳擬合線利用由壓力曲線(框604)提供的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算(例如，圖11的最佳擬合線)。確定壓力數(shù)據(jù)是否從最佳擬合線偏離了(框606)例如一個(gè)預(yù)定的因數(shù)。例如，如果數(shù)據(jù)點(diǎn)與最佳擬合線間隔開(kāi)的距離大于3倍的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的一部分的標(biāo)準(zhǔn)偏差、例如壓力數(shù)據(jù)上存在的噪聲部分，則收集的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以被認(rèn)為是已經(jīng)偏離的。此外，如果所述一個(gè)點(diǎn)引起壓力相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)改變，例如，如上所述的2-5%的減少，則這個(gè)點(diǎn)可以被認(rèn)為是偏離的。通過(guò)確定壓力數(shù)據(jù)與最佳擬合線偏離，指示了泥餅已經(jīng)被毀壞且流體已經(jīng)開(kāi)始流動(dòng)進(jìn)入地層測(cè)試器中。
[0057]在確定壓力抽吸曲線已經(jīng)與最佳擬合線偏離之后，執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)小體積的預(yù)測(cè)試(框608)。換句話說(shuō)，一旦在大體上連續(xù)的抽吸中基于與最佳擬合線的偏離探測(cè)到泥餅裂口，在預(yù)測(cè)試中使用的抽吸的類型改變?yōu)樾◇w積類型的預(yù)測(cè)試。小體積預(yù)測(cè)試共同形成步進(jìn)式的或增量式的抽吸。小體積預(yù)測(cè)試包括壓力穩(wěn)定步驟跟隨其后的小體積流體的抽吸。用于小體積預(yù)測(cè)試的壓力改變被監(jiān)測(cè)(框610)(例如，圖7的壓力相對(duì)于時(shí)間的曲線)。如果在相繼的小體積預(yù)測(cè)試之間的壓力改變很大和/或是不一致的(框612)，則執(zhí)行隨后的小體積預(yù)測(cè)試(框608)。如果在相繼的小體積預(yù)測(cè)試之間的壓力改變很小和/或是一致的(框612)，則終止過(guò)程600 (框614)。一致的壓力改變或穩(wěn)定的壓力是這樣的，其在希望的壓力改變的某一因數(shù)或百分比之內(nèi)，例如，0.3倍于希望的壓力改變。希望的壓力改變可以與如上描述的最佳擬合線的斜率相關(guān)。當(dāng)在第二類型的抽吸期間、即在步進(jìn)式的抽吸期間存在一致的壓力變化時(shí)，則核實(shí)了泥餅的裂口。
[0058]圖7-11說(shuō)明了壓力相對(duì)于時(shí)間的曲線，其產(chǎn)生于如本文所描述的實(shí)施示例性的組合抽吸勘查階段預(yù)測(cè)試期間。圖8、9和10呈現(xiàn)了當(dāng)泥餅裂口被較差地由第一類型的抽吸探測(cè)到時(shí)的圖7的方法的模擬，所述模擬用于特定的一組井眼、地層以及預(yù)測(cè)試參數(shù)。在圖之間變化的單獨(dú)的參數(shù)是地層遷移率，其中，用于構(gòu)造圖9的所述地層遷移率是圖8的地層遷移率的5倍，圖10的地層遷移率是圖8的地層遷移率的十分之一。圖11是圖7的曲線的抽吸部分602的放大視圖。
[0059]參考圖6-11描述的組合預(yù)測(cè)試克服了參看圖4a和4b所描述的第一預(yù)測(cè)試的缺點(diǎn)，以及參看圖5所描述的關(guān)于第二預(yù)測(cè)試所需要的長(zhǎng)時(shí)間的缺點(diǎn)。例如，當(dāng)在井壓力與實(shí)際的地層壓力之間存在較大過(guò)平衡時(shí)，第一預(yù)測(cè)試和第二預(yù)測(cè)試具有多種限制。具體地講，關(guān)于第一預(yù)測(cè)試，如上文描述的流動(dòng)管路流體膨脹模型(其提供趨勢(shì)，估計(jì)測(cè)量的流動(dòng)管路壓力與所述趨勢(shì)的偏離)在較大過(guò)平衡時(shí)(和隨之發(fā)生的較大膨脹體積)不再有效，從而需要更全面的流體膨脹模型。關(guān)于發(fā)生的實(shí)際泥餅裂口是否保留的不確定性仍然存在。關(guān)于第二類型的預(yù)測(cè)試，當(dāng)存在較大過(guò)平衡時(shí)，在根據(jù)上文描述的希望的參數(shù)之內(nèi)，需要用以獲得一致壓力改變或穩(wěn)定壓力的循環(huán)或步驟的數(shù)量增加，這直接地增加了需要用以執(zhí)行勘查預(yù)測(cè)試的時(shí)間數(shù)量，所述預(yù)測(cè)試留下更少的時(shí)間和更少的機(jī)會(huì)用以執(zhí)行成功的測(cè)量預(yù)測(cè)試。當(dāng)結(jié)合兩個(gè)預(yù)測(cè)試時(shí)，較不復(fù)雜的線性模型的第一預(yù)測(cè)試類型可以用于快速估計(jì)一個(gè)泥餅裂口，然后第二預(yù)測(cè)試類型核實(shí)所述泥餅實(shí)際上被毀壞，在更接近實(shí)際地層壓力的壓力處啟動(dòng)，這減小了在第二預(yù)測(cè)試中需要的用以核實(shí)泥餅裂口并估計(jì)實(shí)際的地層壓力的循環(huán)的數(shù)量。
[0060]更詳細(xì)地并參考圖6和7，以預(yù)定義的體積極限V1來(lái)執(zhí)行組合勘查階段600 ;并且用于執(zhí)行所述抽吸(框602)的預(yù)測(cè)試速率Q1，其發(fā)生在，例如，兩秒之后，或者在等于或大于需要用于預(yù)測(cè)試電機(jī)用以穩(wěn)定所需要時(shí)間段之后。集合并檢測(cè)壓力數(shù)據(jù)(框603)，其包括在每一個(gè)壓力點(diǎn)處(框604)計(jì)算擬合的一階導(dǎo)數(shù)(壓力趨勢(shì)的斜率)，尋找斜率的中間值、最小值和最大值，并確定斜率的截止值，其位于中間值與最小值之間。連續(xù)的壓力點(diǎn)定義了一條曲線，在截止值與最小值之間的斜率被找到，并執(zhí)行線性最小二乘法擬合用以獲得這些點(diǎn)的實(shí)際斜率。斜率再次用于擬合這些點(diǎn)用以移除具有較大交點(diǎn)值(指示的溢出值)，然后執(zhí)行線性最小二乘法以獲得最終的斜率605(圖11)和交點(diǎn)值(未示出)。有了斜率和交點(diǎn)值，可以構(gòu)建流動(dòng)管路流體膨脹的線性模型(如上所述)或?qū)?shù)的(較大體積膨脹)模型。斜率605作為流動(dòng)管路膨脹壓力斜率被存儲(chǔ)。
[0061]比較壓力數(shù)據(jù)點(diǎn)與斜率605用以估計(jì)自斜率(框606)的偏差。例如，分析現(xiàn)在的(最近的)壓力點(diǎn)用以確定是否所述點(diǎn)引起壓力抽吸曲線自擬合的模型(例如，從斜率通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的預(yù)定的因數(shù)605去除，例如，壓力數(shù)據(jù)的噪聲部分)偏離。如果所述點(diǎn)沒(méi)有引起壓力抽吸曲線子斜率605偏離，繼續(xù)監(jiān)測(cè)所述壓力(框603)并分析隨后的壓力數(shù)據(jù)點(diǎn)。[0062]如果所述點(diǎn)引起壓力抽吸曲線從斜率605偏離，則假設(shè)泥餅被毀壞(例如，圖11中的點(diǎn)I)，如上文所述。然后，根據(jù)本發(fā)明的一些方面，繼續(xù)抽吸以一個(gè)預(yù)定Λ (delta)壓力、一個(gè)體積或預(yù)定的小時(shí)間段(V1Al1)(例如，圖11中的點(diǎn)2)。在預(yù)定了 Λ壓力或體積之后，分析隨后的壓力數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)于它的位置相對(duì)于斜率605。如果隨后的點(diǎn)引起壓力抽吸曲線偏離，則核實(shí)了泥餅實(shí)際上被毀壞。否則，泥餅不被認(rèn)為被毀壞，且繼續(xù)隨后的數(shù)據(jù)點(diǎn)的分析?？蛇x地，在圖11中一旦達(dá)到點(diǎn)2 (在圖7中的點(diǎn)730)，第一抽吸可以終止730且可以允許恢復(fù)732用以穩(wěn)定716，使用與先前描述用于第一抽吸類型的標(biāo)準(zhǔn)相同的標(biāo)準(zhǔn)。為了確認(rèn)泥漿裂口，可以隨后執(zhí)行具有預(yù)定參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)小體積預(yù)測(cè)試718-720-722-724。在這個(gè)情況中，如果在716和724的壓力差別很小，所述壓力是例如，一些多個(gè)壓力測(cè)量?jī)x可重復(fù)性或壓力測(cè)量?jī)x噪聲較大的那個(gè)，則泥餅裂口被認(rèn)為已經(jīng)被確認(rèn)。
[0063]這些是補(bǔ)充驗(yàn)證，其可在第一類型的抽吸期間發(fā)生。但是，根據(jù)本發(fā)明的其它方面，這些補(bǔ)充驗(yàn)證可以省略，且泥餅裂口的第一探測(cè)(即，第一偏差)直接促進(jìn)第二抽吸類型的開(kāi)始，如本文所述。
[0064]對(duì)于上文所應(yīng)用的關(guān)于第一抽吸類型的附加的、或者作為一種替換的線性算法，泥餅裂口可以使用對(duì)數(shù)擬合算法來(lái)確定。在下面的方程I中示出了一個(gè)示例性的對(duì)數(shù)擬
八
口 ο
If α(?~~?
[0065]p(t) = P0----—In 1 + ^方程(I)
cm+a(p0^p(i)) { V0 )
[0066]其中p (t)是進(jìn)入流體接納組件的進(jìn)入點(diǎn)處在時(shí)間t處的壓力，且q是預(yù)測(cè)試活塞速率。在方程I中，和Vtl由線性擬合來(lái)確定(在此使用來(lái)自線性擬合的中點(diǎn))。兩個(gè)參數(shù)，Cn^P α，其模擬了一個(gè)流體，所述流體的壓縮率是壓力的線性方程，所述兩個(gè)參數(shù)可以由方程I的最小二乘法擬合607至抽吸壓力數(shù)據(jù)(圖11)來(lái)獲得。當(dāng)壓力曲線自擬合曲線607足夠偏離時(shí)，泥餅被認(rèn)為實(shí)際上已被毀壞，導(dǎo)致來(lái)自地層的流體流動(dòng)的起始(例如圖11中的點(diǎn)3)。
[0067]一旦使用如上描述的過(guò)程(或者單獨(dú)具有第一偏差探測(cè)，或者與補(bǔ)充的探測(cè)組合)推論出泥餅已經(jīng)被毀壞，則停止預(yù)測(cè)試抽吸且在一個(gè)有限的短時(shí)間段，ts內(nèi)監(jiān)測(cè)恢復(fù)壓力。然后開(kāi)始第二抽吸類型，其包括小體積預(yù)測(cè)試(框608)的執(zhí)行。預(yù)測(cè)試具有預(yù)定的參數(shù)，即，小的預(yù)測(cè)試體積極限Vs與低的預(yù)測(cè)試速率qs。在預(yù)測(cè)試抽吸結(jié)束之后，允許通過(guò)用于恢復(fù)的預(yù)定時(shí)間ts。將恢復(fù)的端點(diǎn)與抽吸的開(kāi)始點(diǎn)之間的壓力差別幾率為Aps(框610)。例如，在圖7中，存在第一抽吸702，在所述點(diǎn)處第二抽吸類型開(kāi)始用于一個(gè)特定的壓力降，直到抽吸終止704。然后壓力向上在一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)恢復(fù)706，且讀取第一恢復(fù)壓力708。重復(fù)所述過(guò)程因而存在第二抽吸710用于一個(gè)特定的壓力降，直到抽吸終止712。然后壓力再次向上在一個(gè)短時(shí)間段內(nèi)恢復(fù)714，且讀取第二恢復(fù)壓力716。確定第一恢復(fù)壓力708與第二恢復(fù)壓力716之間的差別用以計(jì)算Aps。
[0068]將壓力改變與等于小體積預(yù)測(cè)試體積的代表流動(dòng)管路流體體積的純膨脹的壓力改變相比較。這個(gè)壓力改變可以由流動(dòng)管路膨脹期間經(jīng)歷的壓力改變速率、在流動(dòng)管路膨脹執(zhí)行處的速率、以及小體積預(yù)測(cè)試的體積的知識(shí)直接計(jì)算。如果壓力改變不在預(yù)定的壓力改變因數(shù)之內(nèi)，例如，小于0.3倍，則執(zhí)行隨后的小體積預(yù)測(cè)試718-720-722-724，且重復(fù)隨后的步驟直到壓力改變位于希望的壓力改變的預(yù)定的因數(shù)之內(nèi)，在所述點(diǎn)處勘查階段可以結(jié)束614。在圖7中初級(jí)的順序702-704-706-708-710-712-714-716說(shuō)明了一種情況，其中泥餅沒(méi)有被毀壞，但最終的抽吸接近于地層壓力。在這種情況中在708和716處穩(wěn)定的壓力很接近，但差別，Λps，仍然很大。順序702-704-706-708-710-712-714-718對(duì)應(yīng)于這種情況，其中直接確認(rèn)泥餅裂口。在這種情況中Aps非常小，且主要涉及壓力測(cè)試系統(tǒng)的性能。
[0069]圖12是一個(gè)示例性的方法的流程圖，用以優(yōu)化測(cè)試階段。壓力在希望的壓力改變的預(yù)定因數(shù)之內(nèi)改變，預(yù)測(cè)試將低于地層壓力(即，泥餅將被毀壞)且可以開(kāi)始測(cè)試階段和優(yōu)化950。執(zhí)行另一個(gè)具有體積極限Vs和預(yù)測(cè)試速率qs的小的預(yù)測(cè)試(一個(gè)勘查預(yù)測(cè)試)，且監(jiān)測(cè)壓力恢復(fù)(框952)用以確定壓力恢復(fù)是否穩(wěn)定，在預(yù)定暫停極限之前(框954)。在時(shí)間極限之內(nèi)如果壓力恢復(fù)不穩(wěn)定(框954)，則所述過(guò)程估計(jì)遷移率(框955)且確定遷移率是否低，以及壓力導(dǎo)數(shù)是否大(即，壓力不穩(wěn)定)(框956)。如果估計(jì)的遷移率低，且球狀導(dǎo)數(shù)(spherical derivative)的計(jì)算顯示出，恢復(fù)不穩(wěn)定(框956),則恢復(fù)繼續(xù)(框958)直到縮回工具(框968)。
[0070]然而，如果壓力恢復(fù)穩(wěn)定(小的壓力導(dǎo)數(shù))和/或遷移率不低，計(jì)算這些數(shù)值(框960)且計(jì)算用于另一個(gè)預(yù)測(cè)試(測(cè)試預(yù)測(cè)試)的優(yōu)化的預(yù)測(cè)試參數(shù)(框962)。優(yōu)化的示例性的參數(shù)包括體積極限，V2，以及預(yù)測(cè)試速率，q2。優(yōu)化的參數(shù)的計(jì)算考慮了基于勘查預(yù)測(cè)試的限制和涉及地層測(cè)試器操作的限制(框964)。這些限制用可能的大的抽吸確保了最終的恢復(fù)壓力在有限的時(shí)間段中適當(dāng)?shù)刈銐蚪咏诘貙訅毫?。如果不能獲得優(yōu)化的數(shù)值(框964)(存在優(yōu)化的解決方案，其也滿足所有限制)，基于優(yōu)化的數(shù)值執(zhí)行測(cè)量預(yù)測(cè)試(框966)。否則，勘查恢復(fù)將繼續(xù)(框958)直到縮回工具(框968)。
[0071]此外，如果在恢復(fù)期間，壓力導(dǎo)數(shù)足夠小、且壓力恢復(fù)的平滑度接近于所述恢復(fù)的噪聲，則恢復(fù)被認(rèn)為是穩(wěn)定的，并且基于剩余的時(shí)間和剩余的體積(其中，例如，預(yù)測(cè)試具有預(yù)定參數(shù)，例如預(yù)定體積極限、預(yù)測(cè)試速率和/或預(yù)測(cè)試時(shí)間極限)執(zhí)行另一個(gè)優(yōu)化(框970)。如果能夠找到優(yōu)化結(jié)果，將執(zhí)行第二測(cè)量預(yù)測(cè)試。
[0072]對(duì)于測(cè)量預(yù)測(cè)試950，在恢復(fù)結(jié)束時(shí)，預(yù)測(cè)試恢復(fù)壓力p(T)，應(yīng)所述在真實(shí)的地層壓力Pf的希望的鄰域5之間，其中T表示從一個(gè)點(diǎn)處測(cè)量的時(shí)間段，在所述點(diǎn)處流動(dòng)管路膨脹602首次在顯示的地層壓力，P724，之下進(jìn)行到測(cè)試的結(jié)束(圖7)。這將在測(cè)量階段預(yù)測(cè)試速率q2和測(cè)量階段抽吸時(shí)間的期間T2上引起限制。為了說(shuō)明的目的，假設(shè)q2是常數(shù)。進(jìn)一步地，!\表示從與T相同的原點(diǎn)(origin)開(kāi)始測(cè)量到測(cè)量階段抽吸啟動(dòng)的時(shí)間段。如果在地層之內(nèi)由地層測(cè)試器產(chǎn)生的壓力干擾以同心球體的形式向外傳播，則單位階躍響應(yīng)(unit step response)被認(rèn)為是與互補(bǔ)誤差函數(shù)(complementary error function)成比例。H(t| Λ)表示流體接納組件-地層-流體系統(tǒng)的在時(shí)間t處的單位階躍相應(yīng)。Λ是速記符號(hào)用于參數(shù)的收集，所述參數(shù)描述這個(gè)系統(tǒng)模型，例如，Λ包括地層遷移率、地層多孔性、總地層壓縮率、井眼尺寸、地層厚度、流體接納組件相對(duì)于地層邊界的位置、以及流體接納組件的尺寸、在其它參數(shù)之中。地層壓力與測(cè)試順序末端處的流體接納組件處的壓力之間的壓力差別可以在方程2中表述。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 執(zhí)行地層流體的抽吸，其包括: 使地層測(cè)試工具的流體連通裝置接觸延伸進(jìn)入地下地層的井眼的壁； 執(zhí)行第一類型的抽吸，以吸取流體進(jìn)入所述流體連通裝置中； 在第一類型的抽吸的執(zhí)行期間，探測(cè)井眼壁上的泥餅裂口 ； 響應(yīng)于探測(cè)到所述泥餅裂口，執(zhí)行第二類型的抽吸，以吸取流體進(jìn)入所述流體連通裝置中，其中，所述第二類型的抽吸不同于所述第一類型的抽吸；以及 在所述第二類型的抽吸執(zhí)行期間，確認(rèn)井眼壁上的所述泥餅裂口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一和第二類型的抽吸中的一個(gè)基于大體上連續(xù)的體積膨脹，所述第一和第二抽吸中的另一個(gè)基于增量式體積膨脹。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中探測(cè)所述泥餅裂口包括: 收集與所述流體有關(guān)的壓力數(shù)據(jù)；以及 分析所述壓力數(shù)據(jù)，以探測(cè)所述泥餅裂口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中分析所述壓力數(shù)據(jù)包括:將所述收集到的壓力數(shù)據(jù)的第一部分與所述收集到的壓力數(shù)據(jù)的第二部分的特征進(jìn)行比較，其中所述第一部分在所述第二部分之后收集。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二部分的所述特征包括與隨時(shí)間變化的壓力有關(guān)的斜率或最佳擬合線中的至少一個(gè)，且其中將所述第一部分與所述第二部分的特征進(jìn)行比較包括確定所述第一部分偏離所述斜率或所述最佳擬合線的量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中確定所述泥餅裂口包括探測(cè)所述第一部分與所述特征之間的差別。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括:響應(yīng)于在第二類型的抽吸期間所述泥餅裂口的確認(rèn)，執(zhí)行第三抽吸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二類型的抽吸的執(zhí)行包括多個(gè)步進(jìn)式的體積膨脹，包括:第一次級(jí)體積膨脹、第一初級(jí)壓力恢復(fù)、第二次級(jí)體積膨脹以及第二初級(jí)壓力恢復(fù)；以及 所述泥餅裂口的確認(rèn)基于在所述第一初級(jí)壓力恢復(fù)與所述第二初級(jí)壓力恢復(fù)之間的差另1J。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二類型的抽吸的執(zhí)行包括多個(gè)步進(jìn)式的體積膨脹，包括:第一次級(jí)體積膨脹、第一初級(jí)壓力恢復(fù)、第二次級(jí)體積膨脹以及第二初級(jí)壓力恢復(fù)，且其中所述方法進(jìn)一步包括基于所述第一初級(jí)壓力恢復(fù)與所述第二初級(jí)壓力恢復(fù)中的較大者來(lái)確定地層壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二類型的抽吸的執(zhí)行包括多個(gè)步進(jìn)式的體積膨脹，包括:第一次級(jí)體積膨脹、第一初級(jí)壓力恢復(fù)、第二次級(jí)體積膨脹以及第二初級(jí)壓力恢復(fù)，且其中所述方法進(jìn)一步包括: 基于所述第一初級(jí) 壓力恢復(fù)或所述第二初級(jí)壓力恢復(fù)中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定地層壓力或遷移率； 使用所述地層壓力或遷移率指定測(cè)試參數(shù)；以及 使用所述測(cè)試參數(shù)限定所述地層測(cè)試工具的隨后的操作序列。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述地層測(cè)試工具配置為用于在所述井眼之內(nèi)通過(guò)電纜或鉆柱來(lái)傳送，且所述流體連通裝置包括樣品探針。
12.—種儀器,包括: 被配置為在延伸進(jìn)入地下地層的井眼中傳送的裝置，其中，泥餅層存在于所述井眼的壁上，所述裝置包括: 地層測(cè)試工具，其包括流體連通裝置且配置為能收集壓力數(shù)據(jù)；以及 處理單元，其配置為: 基于在第一類型的抽吸的執(zhí)行期間由所述地層測(cè)試工具收集的壓力數(shù)據(jù)，在所述第一類型的抽吸的執(zhí)行期間識(shí)別所述泥餅層的裂口； 響應(yīng)于對(duì)所述泥餅層的所述裂口的識(shí)別，使所述地層測(cè)試工具執(zhí)行第二類型的抽吸，其中，所述第二類型的抽吸不同于所述第一類型的抽吸；以及 基于在所述第二類型的抽吸的執(zhí)行期間由所述地層測(cè)試工具收集的壓力數(shù)據(jù)，在所述第二類型的抽吸的執(zhí)行期間確認(rèn)所述泥餅層的裂口。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其中所述第一和第二類型的抽吸中的一個(gè)基于大體上連續(xù)的體積膨脹，所述第一和第二類型的抽吸中的另一個(gè)基于增量式體積膨脹。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其中所述處理單元進(jìn)一步被配置為:能響應(yīng)于對(duì)所述泥餅層的裂口的確認(rèn)，使所述地層測(cè)試工具執(zhí)行第三類型的抽吸。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其中所述處理單元進(jìn)一步被配置為: 基于來(lái)自所述第二類型的抽吸的數(shù)據(jù)，估計(jì)地層壓力；以及 基于所述地層壓力確定測(cè)試參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其中所述處理單元配置為:確定所收集的隨時(shí)間變化的壓力數(shù)據(jù)的第一部分的斜率或最佳擬合曲線，其中，當(dāng)所述壓力數(shù)據(jù)的第二部分偏離所述壓力數(shù)據(jù)的所述第一部分的所述斜率或所述最佳擬合曲線時(shí)，識(shí)別出所述泥餅裂口。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的儀器，其中所述儀器配置為用于在所述井眼中通過(guò)電纜或鉆柱來(lái)傳送，其中，所述流體連通裝置包括樣品探針。
18.一種方法，包括: 在穿入地下地層的井眼中傳送地層測(cè)試工具； 使所述地層測(cè)試工具的流體連通裝置接觸所述井眼的壁； 執(zhí)行第一類型的抽吸，以通過(guò)所述流體連通裝置吸取流體進(jìn)入所述地層測(cè)試工具中，同時(shí)收集與所述流體有關(guān)的壓力數(shù)據(jù)； 確定所收集的壓力數(shù)據(jù)的壓力趨勢(shì)； 探測(cè)所收集的壓力數(shù)據(jù)的第二部分與所述壓力趨勢(shì)的偏差；以及響應(yīng)于探測(cè)到所述偏差，執(zhí)行第二類型的抽吸，以通過(guò)所述流體連通裝置吸取流體進(jìn)入所述地層測(cè)試工具中，其中所述第二類型的抽吸不同于所述第一類型的抽吸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括: 在第二類型的抽吸的執(zhí)行期間探測(cè)井眼壁上的泥餅層的裂口 ；以及響應(yīng)于探測(cè)到所述泥餅層的裂口，執(zhí)行第三類型的抽吸，以通過(guò)所述流體連通裝置吸取流體進(jìn)入所述地層測(cè)試工具中。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括:探測(cè)通過(guò)所述井眼壁的流體流動(dòng)；以及 響應(yīng)于探測(cè)到通過(guò)所述井眼壁的流體流動(dòng)，執(zhí)行第三類型的抽吸，以通過(guò)所述流體連通裝置抽取流體進(jìn)入所述地層測(cè)試工具中。
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