使用電阻率圖像進(jìn)行的裂縫檢測(cè)和表征的制作方法
【專利說(shuō)明】使用電阻率圖像進(jìn)行的裂縫檢測(cè)和表征
[0001] 發(fā)明背景
[0002] 本公開(kāi)一般來(lái)說(shuō)涉及鉆井操作，且更具體地說(shuō)，涉及使用電阻率圖像進(jìn)行的裂縫 檢測(cè)和表征。
[0003] 諸如石油和天然氣的烴類通常從可位于陸上或海上的地下地層獲得。地下操作的 發(fā)展和從地下地層去除烴類所涉及的過(guò)程是復(fù)雜的。通常，地下操作涉及多個(gè)不同的步驟， 諸如例如在期望的井場(chǎng)鉆探井筒，處理井筒以優(yōu)化烴類的生產(chǎn)，和執(zhí)行必要的布置以生產(chǎn) 和處理來(lái)自地下地層的烴類。
[0004] 可在表征地層和輔助進(jìn)行操作決定的整個(gè)操作期間進(jìn)行地下地層的測(cè)量。一個(gè)實(shí) 例測(cè)量對(duì)應(yīng)于地層的電阻率(或其逆電導(dǎo)率），其可用以確定地層或地層的層是否有可能含 有烴類。然而，地層內(nèi)的天然裂縫或裂紋可扭曲測(cè)量，從而降低計(jì)算的電阻率和基于計(jì)算的 電阻率作出的決定的準(zhǔn)確度。
[0005] 附圖簡(jiǎn)述
[0006] 可通過(guò)部分地參看以下描述和附圖來(lái)理解本公開(kāi)的一些特定示例性實(shí)施方案。
[0007] 圖1是示出根據(jù)本公開(kāi)的方面的說(shuō)明性隨鉆測(cè)井環(huán)境的圖。
[0008] 圖2是示出根據(jù)本公開(kāi)的方面的說(shuō)明性電纜測(cè)井環(huán)境的圖。
[0009] 圖3是根據(jù)本公開(kāi)的方面的實(shí)例信息處置系統(tǒng)的圖。
[0010] 圖4是根據(jù)本公開(kāi)的方面的實(shí)例電阻率測(cè)井工具的圖。
[0011] 圖5是根據(jù)本公開(kāi)的方面的用于電阻率測(cè)井工具的實(shí)例控制系統(tǒng)的圖。
[0012] 圖6是根據(jù)本公開(kāi)的方面的用于使用電阻率測(cè)井工具進(jìn)行的測(cè)量的實(shí)例方位角分 區(qū)的圖。
[0013] 圖7是根據(jù)本公開(kāi)的方面的具有至少一個(gè)裂縫的地層中的實(shí)例電阻率測(cè)井工具的 模型的圖。
[0014] 圖8是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的方面的實(shí)例傳播電阻率圖像的圖。
[0015] 圖9是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的方面的實(shí)例傳播電阻率圖像的圖。
[0016] 圖10是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的方面的相位電阻率值的圖。
[0017] 圖11是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的方面的相位電阻率值的圖。
[0018] 圖12是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的方面的電阻率測(cè)井設(shè)備的兩個(gè)分區(qū)對(duì)導(dǎo)電地層中的電 阻裂縫的方位角響應(yīng)的圖。
[0019] 圖13是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的方面的實(shí)例方位角電阻率響應(yīng)的圖。
[0020] 圖14說(shuō)明示出根據(jù)本公開(kāi)的方面的裂縫的實(shí)例重新定向的傳播電阻率圖像的圖。 [0021 ]圖15是說(shuō)明根據(jù)本公開(kāi)的方面的實(shí)例過(guò)程的流程圖。
[0022]雖然已參考本公開(kāi)的示例性實(shí)施方案描繪和描述并且定義了本公開(kāi)的實(shí)施方案， 但此類參考不暗示對(duì)本公開(kāi)的限制，且不應(yīng)推斷此限制。所公開(kāi)的主題能夠在形式和功能 上進(jìn)行如相關(guān)領(lǐng)域中且受益于本公開(kāi)的技術(shù)人員將想到的相當(dāng)大的修改、更改和等效物。 所描繪和描述的本公開(kāi)的實(shí)施方案僅為實(shí)例，且并非詳盡列舉本公開(kāi)的范圍。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為了本公開(kāi)的目的，信息處置系統(tǒng)可包括任何工具或工具集，其可操作以計(jì)算、分 類、處理、傳輸、接收、檢索、起源、切換、存儲(chǔ)、顯示、證明、檢測(cè)、記錄、再現(xiàn)、處置或利用任何 形式的信息、情報(bào)或數(shù)據(jù)以用于商業(yè)、科學(xué)、控制或其它目的。舉例來(lái)說(shuō)，信息處置系統(tǒng)可以 是個(gè)人計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)裝置，或任何其它合適的裝置，并且可在大小、形狀、性能、功能和 價(jià)格上有所不同。信息處置系統(tǒng)可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、一個(gè)或多個(gè)處理資源，諸如 中央處理單元(CPU)或硬件或軟件控制邏輯、ROM和/或其它類型的非易失性存儲(chǔ)器。信息處 置系統(tǒng)的額外組件可包括一個(gè)或多個(gè)磁盤驅(qū)動(dòng)器、用于與外部裝置通信的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò) 端口，以及各種輸入和輸出（I/O)裝置，諸如鍵盤、鼠標(biāo)和視頻顯示器。信息處置系統(tǒng)還可包 括可操作來(lái)傳輸各種硬件組件之間的通信的一條或多條總線。其還可包括能夠?qū)⒁粋€(gè)或多 個(gè)信號(hào)傳輸至控制器、致動(dòng)器或類似裝置的一個(gè)或多個(gè)接口單元。
[0024] 為了本公開(kāi)的目的，計(jì)算機(jī)可讀媒體可包括可保留數(shù)據(jù)和/或指令達(dá)一段時(shí)間的 任何工具或工具集。計(jì)算機(jī)可讀媒體可包括(例如而非限制)存儲(chǔ)媒體，諸如直接存取存儲(chǔ) 裝置(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器或軟盤驅(qū)動(dòng)器）、順序存取存儲(chǔ)裝置(例如，磁帶磁盤驅(qū)動(dòng)器）、壓縮 光盤、CD-ROM、DVD、RAM、ROM、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)和/或快閃存儲(chǔ)器；以及 通信媒體，諸如電線、光纖、微波、無(wú)線電波和其它電磁和/或光學(xué)載波；和/或上述任何組 合。
[0025] 本文中詳細(xì)描述了本公開(kāi)的說(shuō)明性實(shí)施方案。為了清楚起見(jiàn)，可不在本說(shuō)明書(shū)中 描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的所有特征。當(dāng)然，應(yīng)了解，在任何此類實(shí)際實(shí)施方案的開(kāi)發(fā)中，可做出 許多實(shí)現(xiàn)方式特定的決定，以實(shí)現(xiàn)特定實(shí)現(xiàn)方式目標(biāo)，其將根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式而有所不同。此 外，應(yīng)了解，這樣的開(kāi)發(fā)努力可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但盡管如此，對(duì)于受益于本公開(kāi)的本領(lǐng) 域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)仍為常規(guī)任務(wù)。
[0026] 為了便于更好地理解本公開(kāi)，給出某些實(shí)施方案的以下實(shí)例。以下實(shí)例絕不應(yīng)被 理解為限制或限定本發(fā)明的范圍。本公開(kāi)的實(shí)施方案可適用于任何類型的地下地層中的水 平、垂直、偏離或另外非線性的井筒。實(shí)施方案可適用于注入井以及生產(chǎn)井，包括烴類井?？?使用被制成適用于沿地層的區(qū)段進(jìn)行測(cè)試、檢索和取樣的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施方案?？墒褂美?如可通過(guò)管柱中的流道或使用電纜、鋼絲、連續(xù)油管、井下機(jī)械手等傳送的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)施 方案。"隨鉆測(cè)量"（"MWD"）是通常用于在鉆井繼續(xù)時(shí)測(cè)量關(guān)于鉆井組合件的移動(dòng)和位置的 井下條件的術(shù)語(yǔ)。"隨鉆測(cè)井"（"LWD"）是通常用于較集中在地層參數(shù)測(cè)量的類似技術(shù)的術(shù) 語(yǔ)。根據(jù)某些實(shí)施方案的裝置和方法可用于電纜(包括電纜、鋼絲，和連續(xù)油管）、井下機(jī)械 手、MffD和LWD操作中的一個(gè)或多個(gè)中。
[0027] 如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"耦接"旨在指間接或直接連接。因此，如果第一裝置耦接 至第二裝置，那么該連接可通過(guò)直接連接或通過(guò)經(jīng)由其它裝置和連接的間接機(jī)械或電連 接。類似地，如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"通信地耦接"旨在指直接或間接的通信連接。此連接可 以是有線或無(wú)線連接，諸如，例如以太網(wǎng)或LAN。此類有線和無(wú)線連接對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)是眾所周知的，且因此將不在本文中進(jìn)行詳細(xì)論述。因此，如果第一裝置通信地耦接至 第二裝置，那么該連接可能通過(guò)直接連接或通過(guò)經(jīng)由其它裝置和連接的間接通信連接。
[0028] 圖1是根據(jù)本公開(kāi)的方面的地下鉆井系統(tǒng)100的圖。鉆井系統(tǒng)100包括位于表面102 處的鉆井平臺(tái)2。在所示實(shí)施方案中，表面102包括含有一個(gè)或多個(gè)巖石地層或?qū)?8a至18c 的地層104頂部，且鉆井平臺(tái)2可與表面102接觸。在其它實(shí)施方案中，諸如在海上鉆井操作 中，表面102可通過(guò)一定體積的水與鉆井平臺(tái)2分隔。
[0029] 鉆井系統(tǒng)100包括井架4,其由鉆井平臺(tái)2支撐且具有用于使鉆柱8上升和下降的行 進(jìn)塊6。方鉆桿10可在鉆柱8下降穿過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)12時(shí)支撐鉆柱8。鉆頭14可耦接至鉆柱8且由井下 馬達(dá)和/或鉆柱8通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)12進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)鉆頭14旋轉(zhuǎn)時(shí)，其形成穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)巖 石地層或?qū)?8的井孔16。栗20可使鉆井流體通過(guò)饋送管22到方鉆桿10,通過(guò)鉆柱8的內(nèi)部到 井下，通過(guò)鉆頭14中的小孔，經(jīng)由鉆柱8周圍的環(huán)返回至表面，并進(jìn)入保留坑24中而循環(huán)。鉆 井流體將切割部分從井孔16輸送至坑24中，并輔助維持井孔16的完整性。
[0030] 鉆井系統(tǒng)100可包括井底鉆具組合件(BHA)，其在鉆頭14附近耦接至鉆柱8 AHA可 包括各種井下測(cè)量工具和傳感器以及LWD和MWD元件，包括電阻率測(cè)井工具26。電阻率測(cè)井 工具26可包括多個(gè)發(fā)射器和接收器(例如，能夠接收和/或發(fā)射一個(gè)或多個(gè)電磁信號(hào)的天 線），諸如沿著工具的長(zhǎng)度軸向地間隔且相對(duì)于工具26以不同角度定位的磁性偶極子。當(dāng)鉆 頭沿著井孔16延伸穿過(guò)地層18時(shí)，電阻率測(cè)井工具26可收集與地層104的電阻率相關(guān)的測(cè) 量，即，地層104抵抗電流流動(dòng)的強(qiáng)烈程度。在某些實(shí)施方案中，可使用例如方位角定向指示 器來(lái)跟蹤工具26的定向和位置，方位角定向指示器可包括磁力計(jì)、傾斜計(jì)和/或加速度計(jì)， 但在一些實(shí)施方案中可使用其它傳感器類型，諸如陀螺儀。在包括方位角定向指示器的實(shí) 施方案中，電阻率測(cè)量可通過(guò)方位角分區(qū)與特定方位角定向相關(guān)聯(lián)，如下文將描述。
[0031] 包括電阻率測(cè)井工具26的BHA的工具和傳感器可通信地耦接至遙測(cè)元件28。遙測(cè) 元件28可將測(cè)量從電阻率測(cè)井工具26傳送至表面接收器30和/或從表面接收器30接收命 令。遙測(cè)元件28可包括泥漿脈沖遙測(cè)系統(tǒng)，和聲學(xué)遙測(cè)系統(tǒng)、有線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)，