本申請要求于2014年11月10日提交的美國臨時申請序列號62/077,758的權益，所述申請以引用的方式整體并入本文。

發(fā)明背景

本公開涉及隨鉆測量技術，并且更具體地說涉及用于測量工具串中的彎矩作為井筒彎曲度的指標，以及用于使用這類測量的彎矩的方法和設備。

為了獲得烴，諸如石油和天然氣，通過使附接在鉆柱末端處的鉆頭旋轉來鉆探鉆孔。一部分當前鉆井活動涉及定向鉆井(例如，鉆探偏轉和/或水平鉆孔)，以將井引向目標區(qū)并且提高地下地層的烴生產?，F代定向鉆井系統(tǒng)通常采用鉆柱，所述鉆柱具有井底組件(BHA)和位于所述井底組件末端處的鉆頭，所述鉆頭可以通過從地面使鉆柱旋轉，使用在井下布置在鉆頭附近的泥漿馬達或泥漿馬達和從地面使鉆柱旋轉的組合來旋轉。

BHA通常包括許多井下裝置，所述井下裝置被放置成非常接近于鉆頭并且被配置來測量與鉆柱和鉆頭相關聯的某些井下操作參數。這類裝置典型地包括用于測量井下溫度和壓力的傳感器、方位角和傾角測量裝置和用于確定烴和水的存在的電阻率測量裝置。被稱為隨鉆測井(“LWD”)和隨鉆測量(“MWD”)工具的其他井下器械在鉆井操作期間經常被附接至鉆柱來確定地層地質狀況和地層流體狀況。

鉆孔通常大體沿著井方案中識別的預定所需路徑來鉆探，并且典型地延伸穿過多個不同的地層。在如此跟進井方案的過程中，為了對傾角或方位角作出調節(jié)且甚至為了使鉆井維持處于大體線性路徑，需要對鉆探的井筒軌跡進行多次調節(jié)。因此，在井的鉆探過程中，在對鉆頭導向和維持鉆頭的方向時可能存在多次調節(jié)，這會導致傾角和/或方位角的變化。雖然在井的鉆探過程中進行的勘探測量可以指示之后可以與井方案比較的井筒的路徑，但是這類勘探測量往往呈現對井筒路徑的相對一般化的指示，并且會暗示比實際存在更平滑的井筒輪廓。例如，這類勘探測量提供有關井筒的螺旋、局部方向轉變(即，偏轉或“狗腿”)，或可以呈現工具串上大于如從常規(guī)勘探測量將顯而易見的應變的大小的最少量的信息。這類螺旋或狗腿，或者其他形式的井筒彎曲對于鉆井操作或井內的后續(xù)操作而言可能是有問題的。

附圖簡述

圖1是根據本公開的實施方案的示例鉆井系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據本公開的一個或多個實施方案的示例井底組件的示意圖。

圖3是穿過多個地下地層的一般化井筒的示意圖。

圖4A-4B是在不同負載下如可能在示例井筒中測定的示例彎矩測量結果的圖形表示；其中圖4A將在張力下的示例的測定的彎矩與在鉆井條件下(即，在壓縮期間)的示例的測定的彎矩進行比較；并且其中圖4B將隨方向變化的，在張力下的示例的測定的彎矩與在鉆井條件下的示例的測定的彎矩進行比較。

圖5是如從測量的彎矩確定的狗腿嚴重度與狗腿嚴重度的期望值的比較的圖形展示。

圖6是從彎矩確定的示例狗腿嚴重度指數與如從勘探數據確定的狗腿嚴重度的比較的圖形表示。

圖7是執(zhí)行用于如本文所述監(jiān)測井筒彎曲度的操作的示例方法的流程圖。

具體實施方式

以下具體實施方式參照了附圖，所述附圖展示了選擇來顯示可以如何實施特定實施方案的實例的各種細節(jié)。本文的討論涉及至少部分參照了這些附圖的本發(fā)明主題的各種實例并且充分詳細地描述了所展示的實施方案，以使本領域技術人員能夠實踐本發(fā)明。除了本文討論的說明性實例之外，可以利用許多其他實施方案來實踐本發(fā)明主題，并且在不脫離本發(fā)明主題的范圍的情況下，可以進行除了本文具體討論的替代方案之外的許多結構和操作改變。

本公開描述了用于監(jiān)測鉆柱或工具串內的井筒彎曲(測量彎矩)的各種方法和設備。在一些示例實施方案中，將在選定的時間或深度區(qū)間內或基本上連續(xù)地監(jiān)測工具串內的彎矩。在一些實例中，雖然可以基本上連續(xù)地測量彎矩，但是可以在選定的例如時間或深度周期內對所述彎矩一起求平均值，以便于進一步的分析。在這些實例的一些中，工具串內的彎矩將通過使用具有多個應變計的組件來測量。在許多這類實例中，應變計將以選定間距布置在工具串的圓周周圍，在許多實例中布置在大體垂直于接近于應變計的鉆柱的縱向軸線延伸的共同平面處。在一些實施方案中，使多個應變計在基本上同一個時間點上的測量結果相關以確定存在于鉆柱上的彎矩。然而，在許多實例中，可以確定彎矩，將對所述彎矩進行進一步評估以提供對井筒彎曲度的量度。例如，可以在一些實例中利用彎矩來限定與所確定的彎矩相關聯的曲率半徑，可以進一步使所確定的曲率半徑與可能提及的例如對井筒的高側或低側，和/或方位取向的方向測量相關，從而便于將方向施加至彎矩以及因此彎曲度。在許多實例中，以上測量和確定將在鉆井操作期間基本上實時地執(zhí)行。有關井筒偏轉和/或彎曲度的確定可以用于在指出位置處執(zhí)行補救措施。

參照圖1，示出了可以與本公開的一個或多個實施方案一起使用的示例性鉆井系統(tǒng)100。鉆孔通過使用鉆井系統(tǒng)100在土地102中鉆井來產生。鉆井系統(tǒng)100被配置來驅動位于鉆柱106的底部的井底組件(BHA)104從布置在地面110處的井架108延伸到土地102中。井架108包括用于降低和升高鉆柱106的方鉆桿112。

BHA 104包括鉆頭114和工具串116，所述工具串116因附接至鉆柱106而可在鉆探井筒118內軸向移動。在操作期間，鉆頭114設有足夠的鉆壓(WOB)和鉆頭轉矩(TOB)以穿透土地102，并且由此產生井筒118。BHA 104在其前進到土地102中時還提供對鉆頭114的方向控制。所展示的示例BHA 104可以包括一個或多個穩(wěn)定器、泥漿馬達和/或用于在鉆井操作期間對鉆頭114的路徑進行導向的其他部件，以便于產生與預定義井方案相一致的井筒。

工具串116可以半永久地安裝有各種測量工具(未示出)，諸如但不限于，隨鉆測量(MWD)和隨鉆測井(LWD)工具，所述測量工具被配置來對鉆井條件進行井下測量。在其他實施方案中，測量工具如圖1所示自容于工具串116內。如從以上討論中顯而易見的是，如本文使用的術語“工具串”包括鉆柱以及其他形式的本領域中已知的工具串。

鉆井液或來自泥漿罐120的“泥漿”使用由鄰近電源，諸如原動機或馬達124供電的泥漿泵122而向井下泵運。將泥漿從泥漿罐120泵送穿過立管126，所述立管126將泥漿輸送到鉆柱106中并且將所述泥漿傳送至鉆頭114。泥漿離開布置在鉆頭114中的一個或多個噴嘴，并且在此過程中冷卻鉆頭114。在離開鉆頭114之后，泥漿經由井筒118與鉆柱106之間限定的環(huán)空而循環(huán)回到地面110，并且在此過程中將鉆井鉆屑和碎屑返回到地面。鉆屑和泥漿混合物穿過流動管線128而進入到振動器和任選的離心機(未示出)中，所述振動器和任選的離心機從泥漿分離大部分固體，諸如鉆屑和細屑，并且再一次通過立管126而向井下返回凈化過的泥漿。

聯接至BHA的遙測短節(jié)130經由泥漿脈沖遙測技術而將遙測數據傳輸到地面。遙測短節(jié)130中的發(fā)射器調整對鉆井液流的阻力，以產生壓力脈沖，所述壓力脈沖以聲速沿著流體流傳播到地面。一個或多個壓力換能器將壓力信號轉換成電信號以供信號數字轉換器使用。應注意，存在其他形式的遙測技術，并且可以使用所述遙測技術來將信號從井下傳送到數字轉換器。這類遙測技術可以采用聲學遙測技術、電磁遙測技術或經由有線鉆桿實現的遙測技術。

遙測信號的數字形式經由通信鏈路132而供應到處理單元134或一些其他形式的數據處理裝置。在一些實例中，處理單元134(其可以是常規(guī)的“計算機”，諸如圖1所示或各種已知形式的任一種中的處理單元)提供合適的用戶接口，并且可以提供和控制數據的存儲和檢索。在許多實例中，處理單元134將根據需要包括一個或多個處理器與其他硬件(易失性和/或非易失性存儲器；通信端口；I/O裝置和端口；等)的組合，以提供如本文所述的控制功能。示例處理單元134可以用于控制鉆井系統(tǒng)100的功能，并且接收和處理從遙測短節(jié)130傳輸的井下測量結果，以控制鉆井參數。在這類實例中，一個或多個非易失性、機器可讀存儲裝置136(即，存儲器裝置(諸如DRAM、FLASH、SRAM、或任何其他形式的存儲裝置；它們在所有情況下都應被視為非暫態(tài)存儲介質)、硬盤驅動器、或其他機械、電子、磁性、或光學存儲機構等)將包含指令，所述指令適于使處理器描述所需的功能，諸如本文討論的各種實例)。處理單元134根據軟件(其可以存儲在非易失性、機器可讀存儲裝置136上)和經由輸入裝置138實現的用戶輸入來操作以對接收的信號進行處理和解碼。所得遙測數據可以通過處理單元134來進一步分析和處理，以在計算機顯示器140或一些其他形式的顯示裝置上產生對有用的信息的顯示。當然，這些功能可以根據需要由單獨的處理單元來實施，并且其他功能可以響應于類似存儲的指令而由這樣一個或多個處理單元來執(zhí)行。

出于說明的目的，圖1的實例示出了垂直定向的鉆孔配置，但是本領域技術人員應了解，鉆孔經常會以各種各樣的配置形成，包括在一些情況下的一些大體水平延伸的部分(如本文相對于圖3更詳細地指出)。雖然相對于圖1中的旋轉鉆井系統(tǒng)示出和描述了鉆井系統(tǒng)100，但是本領域技術人員將容易了解，可以采用許多類型的鉆井系統(tǒng)來執(zhí)行本公開的實施方案。例如，本公開的實施方案中使用的鉆車和鉆機可以在陸上使用(例如，如圖1所示)或也在海洋環(huán)境中使用，諸如海底操作(未示出)。具體而言，海上或海底操作可以包括使用包括本文的實例的各方面的MWD/LWD鉆井設備和技術。根據本公開的實施方案可以使用的海上石油鉆機包括例如，浮式平臺、固定平臺、重力式平臺、鉆井船、半潛式平臺、自升式鉆井平臺、張力腿平臺等等；并且本公開的實施方案可以應用于范圍從小巧和便攜式鉆機到笨重和永久型鉆機不等的鉆機。

此外，雖然本文相對于石油鉆井進行了描述，但是本公開的各種實施方案可以用在許多其他應用中。例如，所公開的方法可以用在礦產勘查、環(huán)境調查、天然氣開采、地下安裝、采礦作業(yè)、水井、地熱井等等的鉆探中。

在繼續(xù)參照圖1的情況下，現參照圖2，示出了可以與本公開的一個或多個實施方案結合采用的示例性井底組件(BHA)104。雖然整體相對于BHA進行了描述，但是本文所述的實施方案可以可替代地或另外地應用在整個鉆柱中的多個位置處，并且因此不限于僅常規(guī)BHA內的一般化位置(即，位于鉆柱的底部)。如圖所示，BHA 104包括鉆頭114、旋轉導向工具202、MWD/LWD工具204以及鉆環(huán)206。

MWD/LWD工具204還包括MWD傳感器封裝件，所述MWD傳感器封裝件具有適當配置的一個或多個傳感器216以收集和傳輸方向信息、機械信息、地層信息等等中的一個或多個。具體而言，一個或多個傳感器216包括一個或多個內部或外部傳感器，諸如但不限于，傾斜儀、一個或多個磁強計(即，羅盤單元)或其他方位傳感器、一個或多個加速度計(或其他振動傳感器)、軸位置傳感器、聲學傳感器和其他形式的傳感器(諸如，各種形式的地層傳感器)以及以上各項的組合。傳感器216與鉆頭114之間的距離可以是特定井筒應用所需的任何軸向長度?？梢允褂脗鞲衅?16實時地獲得土地102(圖1)內的BHA 104的方向信息(例如，三維空間中的井筒軌跡)，諸如，傾角和方位角。

MWD/LWD工具204還可以包括地層傳感器封裝件，所述地層傳感器封裝件包括一個或多個傳感器，所述傳感器被配置來測量地層參數，諸如電阻率、孔隙度、聲波傳播速度、或γ射線透射率。在一些實施方案中，MWD和LWD工具及其相關傳感器封裝件彼此通信來共享收集的數據。MWD/LWD工具204如本領域所已知可以是電池驅動或發(fā)電機驅動的，并且獲自MWD/LWD工具204的任何測量結果可以在地面110(圖1)處和/或井下位置處處理。

鉆環(huán)206被配置來將壓力添加至鉆頭114上方的BHA 104，以使得鉆頭114上有足夠的壓力來鉆探經過必要的地質地層。在其他實施方案中，還通過如從地面110延伸的鉆柱106來將壓力施加至鉆頭114。在操作期間，可以將壓力添加至鉆頭114或從所述鉆頭114移除壓力，以便于優(yōu)化鉆井性能和效率。例如，可以預測鉆孔的曲率并且優(yōu)化施加至鉆頭114的壓力以便于將由曲率引起的拖曳力或摩擦力考慮在內。如將了解，在鉆孔曲率更急劇處將存在增加量的拖曳力。

BHA 104還包括傳感器短節(jié)208，所述傳感器短節(jié)208聯接至BHA 104或以其他方式形成所述BHA 104的一部分。傳感器短節(jié)208被配置來監(jiān)測關于BHA 104在井下環(huán)境中的各種操作參數。例如，傳感器短節(jié)208可以被配置來監(jiān)測鉆頭114的操作參數，諸如但不限于，鉆壓(WOB)、鉆頭轉矩(TOB)、鉆頭114的每分鐘轉數(RPM)、鉆柱106的彎矩、潛在影響鉆頭114的振動等等。如圖所示，傳感器短節(jié)208沿著井上方向定位在MWD/LWD工具204和鉆環(huán)206上方。然而，在其他實施方案中，在不脫離本公開的范圍的情況下，傳感器短節(jié)208可以定位在沿著BHA 104的任何位置處。為了測量彎矩，傳感器短節(jié)208將優(yōu)選地包括多個應變計。出于當前所述的方法和設備的目的，應變計將包括多個應變計組，其中每組包括被定向成測量正交定向方向上的應變的至少兩個應變計。優(yōu)選地，每組中的至少一個應變計將被定向成測量平行于穿過傳感器短節(jié)的縱向軸線的軸線上的應變。

在一些實施方案中，傳感器短節(jié)208是可從Sperry Drilling of Houston，Texas，USA商購的工具。工具，或另一類似類型的傳感器短節(jié)208可以被配置來提供對鄰近的鉆削工具(例如，鉆頭114)和/或鉆柱106上的壓力、轉矩和彎曲的實時測量，以表征從地面到鉆削工具和/或鉆柱106的能量轉移。例如，工具是MWD工具，所述MWD工具被放置在鉆環(huán)206內，以提供對鉆環(huán)206處的張力、扭力、彎曲以及振動的實時測量。來自工具的應變力和轉矩測量用于估計鉆頭力和轉矩。如將了解，這些測量有助于優(yōu)化鉆井參數，以最大化性能并且最小化浪費的能量轉移和振動。

傳感器短節(jié)208包括三個應變傳感器組，所述應變傳感器組分布在方位偏移為圍繞短節(jié)的外圍彼此基本上間隔開120°的位置處。傳感器短節(jié)包括每組中的四個應變計，所述應變計被軸向定向(即，大體平行于穿過短節(jié)的縱向軸線)成測量BHA的張緊和壓縮；以及每組中的四個應變計，所述應變計以與軸向定向儀表正交的方式定向(即，橫向地延伸，相對于穿過短節(jié)的縱向軸線大體垂直)，以測量存在于短節(jié)中的轉矩。還使用軸向定向的應變計來確定因在施加的軸向負載下短節(jié)中存在變化的張緊和壓縮所致的彎矩。這些應變計相對于短節(jié)或鉆柱的定向傳感器而言處于已知的配置以識別任何識別的彎矩在所施加的軸向負載下的方向。因此，可以識別井筒中導致彎矩的偏轉的大小和方向兩者。

BHA 104還包括雙向通信模塊210，所述雙向通信模塊210聯接至鉆柱106或以其他方式形成所述鉆柱106的一部分。通信模塊210可以經由一個或多個通信線路212通信地耦合至傳感器短節(jié)208和MWD/LWD工具204(例如，其傳感器216)中的每一個，以使得通信模塊210被配置來實時地向傳感器短節(jié)208和MWD/LWD工具204發(fā)送數據并從其接收數據。

通信模塊210可以進一步經由一個或多個通信線路214通信地耦合至地面(未示出)，以使得通信模塊210能夠在操作期間實時地向地面110(例如，圖1)發(fā)送數據并且從其接收數據。例如，通信模塊210經由傳感器短節(jié)208和MWD/LWD工具204根據需要向地面110傳達各種井下操作參數數據。然而，在其他實施方案中，通信模塊210與計算機化系統(tǒng)(未示出)或類似系統(tǒng)通信，所述計算機化系統(tǒng)或類似系統(tǒng)被配置來通過傳感器短節(jié)208和MWD/LWD工具204來根據需要接收各種井下操作參數數據。如將了解，這種計算機化系統(tǒng)布置在井下或布置在地面110處。

通信線路212、214可以是本領域技術人員已知的任何類型的有線電信裝置或設備，諸如但不限于，電線或電氣線路、光纖線路等。例如，在一些實施方案中，有線鉆桿(未示出)用于地面110與通信模塊210之間的雙向數據傳輸。使用有線鉆桿，BHA 104和鉆柱106具有電線，所述電線內置于它們的一個或多個部件中，以使得來自MWD/LWD工具204和傳感器短節(jié)208的測量結果和信號能以高數據傳輸率直接被傳送至地面110。可替代地或另外，通信模塊210包括或者以其他方式包括遙測模塊，所述遙測模塊用于使用一種或多種井下遙測技術來將測量結果無線地傳輸至地面110(如果需要的話)，所述井下遙測技術包括但不限于，泥漿脈沖、聲波、電磁頻率、其組合等等。

現參照圖3，該圖是大體以300表示的一般化井筒的示意圖，所述一般化井筒穿過大體以302表示的多個地下地層。井筒300從地面處的井口304延伸，并且在大體以306表示的大體垂直的部段中延伸。大體以308表示的第一半徑使井筒相對于大體垂直的部段306方位角地延伸，最初在大體以310表示的大體線性的傾斜區(qū)域中延伸，之后達到大體以312表示的另一個半徑，從而使井筒300沿著如由314表示的大體水平的路徑延伸。雖然傾斜區(qū)域310大體是線性的，但是鑒于如由316、318、320和322所示的偏轉點(或“狗腿”)，特定路徑并不完全是線性的。井筒中的這類狗腿(偏轉)可能是地下異常的結果，所述地下異常如定向鉆井操作期間普遍會發(fā)生的那樣以受控的方式或通過鉆頭的導向時段與鉆頭的非導向時段之間的交替來阻礙鉆頭的方向。

經過這些偏轉點316、318、320和322中的每一個的工具串的行程會將一些彎矩施加在工具串上。如本文所述，本發(fā)明提供了一種用于測量這些彎矩的設備，所述設備在彎矩被施加時既可以有助于識別井筒路徑中的局部不連續(xù)的位置(其可能偏離識別的半徑或線性路徑)，又可以有助于確定狗腿的大小或嚴重度。在選定的實施方案中，多個確定的狗腿及其嚴重度將匯集在井筒的長度的至少一些部分內，并且之后可以用于根據井筒內的深度來確定狗腿嚴重度指數。這種狗腿嚴重度指數的使用有助于在井筒內執(zhí)行如本文稍后更詳細討論的后續(xù)操作。

井筒內一個位置處的以度/100英尺表述的曲率半徑(R_c)可以根據所測量的彎矩，諸如通過以下關系來確定：

R_c＝(M/EI)×(180/π) 等式1

其中：

M＝所測量的彎矩(英尺-磅)；

E＝工具串的彈性模量；并且

I＝慣性矩，對于圓柱形管子，I可以表述為：

其中：

d₀＝管子的外徑；并且

d_i＝管子的內徑。

在包含復雜工具的包括電子器件和接線的非均質截面中，可以使用部件的等效剛度尺寸。

現參照圖4A-4B，這些圖展示在不同負載下如可能在示例井筒中測定的示例彎矩測量結果的圖形表示；其中圖4A將工具串處于張緊狀態(tài)下的曲線402中的示例的測定的彎矩與工具串處于鉆井條件下(即，工具串處于壓縮狀態(tài))的曲線404中的示例的測定的彎矩進行比較；并且其中圖4B將隨方向變化的，在張力下的曲線406中的示例的測定的彎矩與在鉆井條件下的曲線408中的對應的測定的彎矩進行比較。在圖4B中，0°表示井筒的高側。

現參照圖4A，在張緊和壓縮下測定的彎矩大體是相當的。當工具串處于張緊狀態(tài)時，工具串至少在穩(wěn)定位置之間應是大體直的，井筒中會對工具串起作用的偏轉除外。在張緊和壓縮兩者下的彎矩的方向之間的一般對應如圖4B所示進一步表明所識別的彎矩應取決于井筒構型而非一些其他異常。

現參照圖5，該圖是從測量的彎矩確定的狗腿嚴重度的圖形展示，其由曲線502表示，所述曲線502與以下兩者進行比較：由位置504a-i表示的基于對井方案的最小曲率分析而計算出的狗腿嚴重度；以及如可以從井勘探測量確定的由曲線506表示的狗腿嚴重度。如從井方案最小彎曲分析的位置可以看出，所反映的井筒的路徑將是大體平滑和連續(xù)的路徑。如從勘探信息確定的506處的狗腿嚴重度反映了比從井方案所預期顯著更大的彎曲度。然而，如根據所測量的彎矩確定的狗腿嚴重度反映了比由基于勘探的狗腿嚴重度所暗示遠遠更大的彎曲度，以及更顯著的局部曲率。

現參照圖6，該圖是以下兩者的比較的圖形表示：從測量的彎矩確定的由曲線602展示的示例狗腿嚴重度指數；以及如從勘探數據確定的由曲線604展示的狗腿嚴重度。在比較測量的狗腿嚴重度604時，預期狗腿嚴重度(未示出)支持狗腿嚴重度指數的推導?！耙弧?1)的值表示由勘探確定的狗腿嚴重度和由測量的彎矩確定的狗腿嚴重度是相同的，并且不存在其他彎曲度。在所展示的實例中，狗腿嚴重度是相對溫和的，并且甚至是測量的狗腿嚴重度都有可能很好地處在設計公差內。然而，所述實例以一種形式示出了井筒內的各個位置中的狗腿嚴重度的大小的圖形識別，其形式可以用于引導進一步的鉆井和/或同一個井內的其他操作，和/或引導地理區(qū)域內的其他井內的鉆井。

基于所測量的彎矩的狗腿嚴重度指數可以通過諸如以下(其類似于上文等式1，引起預期彎矩與測量的彎矩之間的差異的因素除外)的關系來確定：

其中：

M＝如從應變計測量結果確定的彎矩；并且

M_e＝預期彎矩，其可以是基于例如勘探測量或井方案。

基于來自井方案或勘探測量的彎矩的狗腿嚴重度的偏差可以指示井中使用的BHA配置的性能特征。在一些示例操作中，可能希望改變BHA的配置來繼續(xù)鉆探所述井或用在相鄰的井中。在一些示例操作中，給定BHA的配置或其操作方法可能會導致大于預期狗腿嚴重度，并且因此可以用于改變BHA的操作方法以最小化這類影響。此外，基于彎矩的狗腿嚴重度指數可以用于為區(qū)域中的未來的井限定井路徑，因為所述基于彎矩的狗腿嚴重度指數不僅提供了對給定BHA的能力的量度，而且提供了使用所述BHA時有關井方案的潛在地層趨勢。

例如，可以采取補救行動來最小化一個或多個位置處的狗腿的嚴重度，例如以便于套筒在井筒內的放置(包括套筒的注水泥)。僅作為一個實例，狗腿嚴重度指數可以用于識別井筒中何時存在螺旋，所述螺旋因鉆頭以大體螺旋形路徑行進而造成，從而導致限定井筒的高度起皺的表面，這會使隨后對套筒注水泥到適當的位置的操作變得復雜。在狗腿嚴重度指數指示這種螺旋的情況下，有可能諸如通過使用擴孔器來最小化井筒的所述部段中的不希望的特性，通過改變所述區(qū)域中井筒的尺寸來擴大井筒的所述部分。可能會由于所識別的狗腿嚴重度的區(qū)域而執(zhí)行其他類型的井筒操作，包括井筒調節(jié)(諸如，通過延長的循環(huán)時間和/或放置到井筒中的添加劑，通過對井筒的部分擴孔或以其他方式擴大所述部分，或者如本領域技術人員將顯而易見的其他操作)。

現參照圖7，該圖展示了執(zhí)行如本文所述的操作的示例方法的流程圖700。在步驟702處，將對井筒內的工具串的應變或偏轉進行測量。在704處，將響應于所述測量的偏轉或應變(如在井筒內的第一位置處所測量)而確定工具串上的第一彎矩。在706處，將響應于在井筒內的第二位置處的測量的偏轉或應變而確定工具串上的第二彎矩。另外在708處，將響應于如本文先前所描述的第一和第二確定的彎矩中的至少一個而確定對狗腿嚴重度的量度。任選地，如710處所指示，可能希望參照第一和第二確定的彎矩來為井筒內的工具串確定狗腿嚴重度指數。狗腿嚴重度指數可以一種方式配置以便于提供對井筒的所需部段內的狗腿嚴重度的大小的指示，或者可以如本文先前所描述般配置以提供狗腿嚴重度相對于一個或多個預期狗腿大小的比較。在許多實現方式中，所述比較將是所測量的狗腿的視覺可識別的指標，諸如，如圖5和圖6所示的圖形表示。還任選地，如712處所指示，確定的狗腿嚴重度指數或第一和第二確定的彎矩中的至少一個可以用于在包含工具串的井筒中或另一個井筒中執(zhí)行井筒操作。如本文先前所描述，可以基于由存在于工具串上的所確定的彎矩和/或與這類彎矩相關聯的狗腿的嚴重度的指數提供的信息來執(zhí)行各種不同類型的操作。

在一些實施方案中，本公開可以體現為計算機可讀介質上的指令集，所述計算機可讀介質包括ROM、RAM、CD、DVD、硬盤驅動器、閃存裝置、或現在已知或未知的任何其他非易失性機器可讀存儲裝置，所述指令集在被執(zhí)行時致使計算機化系統(tǒng)的一個或多個處理單元(諸如，圖1的處理單元134)實施本公開的方法，例如圖10中所述的方法。

在一些實例中，處理單元134(其可以是常規(guī)的“計算機”(各種已知形式的任一種中的處理單元))提供合適的用戶接口，并且可以提供和控制數據的存儲和檢索。在許多實例中，處理單元134將根據需要包括一個或多個處理器與其他硬件(易失性和/或非易失性存儲器；通信端口；I/O裝置和端口；等)的組合，以提供如本文所述的控制功能。示例處理單元134可以用于控制鉆井系統(tǒng)的功能，并且接收和處理來自傳感器短節(jié)的井下測量結果，以估計鉆頭力并控制鉆井參數。在這類實例中，一個或多個非易失性、機器可讀存儲裝置(即，存儲器裝置(諸如DRAM、FLASH、SRAM、或任何其他形式的存儲裝置；它們在所有情況下都應被視為非暫態(tài)存儲介質)、硬盤驅動器、或其他機械、電子、磁性、或光學存儲機構等)將包含指令，所述指令適于使處理器描述所需的功能，諸如本文討論的各種實例)。當然，這些功能可以根據需要由單獨的處理單元來實施，并且其他功能可以響應于類似存儲的指令而由這樣一個或多個處理單元來執(zhí)行。

在一些實施方案中，操作的一部分諸如參照圖7闡述的那些，以及在本文其他地方的操作可以通過BHA中的處理單元在井下執(zhí)行，而另一部分如參照圖1所討論可以通過地面處的處理單元來執(zhí)行。僅作為一個實例，可以參照來自應變計(或其他偏轉測量傳感器)的測量結果在井下確定彎矩，并且之后如本文所述將所述彎矩傳達至地面以便對預測或計劃的彎矩值進行校正。在這種情況下，每個處理單元將包括一些機器可讀存儲機構，所述機器可讀存儲機構至少包含使得所述位置處的處理器執(zhí)行有待在所述位置處執(zhí)行的操作所必需的指令。

雖然在圖1-7的實例中連續(xù)描述了執(zhí)行所述測量和確定的方法，但是本領域普通技術人員將認識到，其他實例可以重新安排操作，省略一個或多個操作，和/或使用多個處理器或者被組織為兩個或更多個虛擬機或子處理器的單個處理器來并行地執(zhí)行兩個或更多個操作。此外，其他實例可以將操作實施為一個或多個特定互連硬件或集成電路模塊，其中在所述模塊之間并通過所述模塊來傳達相關控制和數據信號。因此，任何流程都適用于軟件、固件、硬件以及混合實現方式。

在本說明書中，對“一個實施方案”或“實施方案”或者“一個實例”或“實例”的提及意指所提及的特征被包括在或可以被包括在本發(fā)明的至少一個實施方案或實例中。在本說明書中對“實施方案”或“一個實施方案”或者“一個實例”或“實例”的單獨提及不一定意在指代同一個實施方案或實例；然而，除非如此陳述或對于受益于本公開的本領域普通技術人員而言將是容易顯而易見的，這類實施方案并非互不相容。因此，本公開包括本文所述的實施方案和實例，以及如在基于本公開的所有權利要求和這類權利要求的所有法律等效形式的范圍內限定的另外的實施方案和實例的各種組合和/或整合。

本文所述的實施方案絕不應當被理解為限制或限定本公開的范圍。本文相對于一種實現方式諸如MWD/LWD描述的實施方案并不意在進行限制。

形成其一部分的附圖通過舉例而非限制的方式示出可以實踐主題的特定實施方案。充分詳細地描述了所示的實施方案以使得本領域技術人員能夠實踐本文公開的教義。可以使用并從所述特定實施方案推導出其他實施方案，以使得能夠在不脫離本公開的范圍的情況下進行結構和邏輯替代和改變。此具體實施方式因此不應視為具有限制性意義，并且各種實施方案的范圍僅由隨附權利要求，連同這類權利要求授權的等效形式的全部范圍來限定。

雖然本文已經示出和描述了特定實施方案，但是應了解，計劃實現相同目的的任何布置都可以替代所示的特定實施方案。本公開意在覆蓋對各種實施方案進行的所有的更改或改變。在審閱以上描述之后，以上實施方案的組合和本文未具體描述的其他實施方案對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。