[发明专利]方位角随钻测量（MWD）工具

说明书

技术领域

本发明涉及随钻测量(MWD)测井的领域，具体地用于油气开发与 勘探。

背景技术

测井是用来测量地下地质构造的诸如电阻率之类的一个或多个特性的 技术。这样的测量可例如用来确定钻头周围的地下构造的类型。因此，测 井向从事于油气勘探和开采、以及诸如采矿之类的类似领域的工程师和地 质学家提供有用的信息。

可通过诱导电流在构造中流动然后选择性地测量电流分布来执行测 井。已开发了用于执行测井的几种不同技术。例如，裸眼井测井涉及从井 眼移除钻杆和钻头，然后降下裸眼井(open-hole)测井工具进入井眼以获 得所希望的测量。

也已经开发了随钻测量(MWD，也作为随钻测井而已知)系统。这 些MWD系统与裸眼井测井的不同在于当钻杆在井眼中的同时可获得测 量。MWD系统允许诸如电阻率之类的测井信息在构造被钻头穿入之后很 快在构造中得到测量。这提供了基本“实时”的信息，(a)该信息是在 构造被钻井液的流入或其他因素大体变更之前获得的，并且(b)该信息 可被钻探者用来控制钻井操作，例如通过引导钻头以便穿入(或以便不穿 入)由MWD系统检测到的所选构造。MWD系统通常包括部署在位于钻 头附近的钻杆的部件中或部署在位于钻头附近的钻杆的部件上的发送器和 传感器。

一些现有MWD系统已开发了判断钻头是否正在接近构造内的异常的 技术。然而，这些技术一般缺乏精确确定(pinpoint)异常相对于钻头的位 置的能力。这样的技术还缺乏在钻头的一侧的更导电的异常与钻头的另一 侧的更不导电的异常之间进行区别的能力。因此，用在MWD系统中的改 进技术是所希望的。

发明内容

公开了用于确定描述了地质构造内的异常的位置的距离、幅度和方位 角的各种系统和方法。在一个实施例中，一种方法涉及识别随钻测量 (MWD)工具中的几个传感器中的每一个处的电特性(例如电阻率或电 导率)。基于电特性，生成标识异常的构造性质的信息。该信息包括至少 一个幅度和至少一个距离。标识方位角的信息也基于电特性来生成。方位 角将异常的构造的位置与MWD工具中的第一传感器的位置相联系。方位 角可用来计算将异常的位置与已知方向(例如磁北或重力向量)相联系的 相对角。

在电特性是电导率的实施例中，该信息可通过计算近电流与远电流的 比来生成。近电流由最靠近异常的传感器接收，而远电流由离异常最远的 传感器接收。基于所计算的比，然后可从查找表中获得幅度和距离。

所述方法还可涉及判断异常相比周围的地质构造是更导电的还是更不 导电的。此判断可基于指示了由构造中的MWD工具检测的历史的电导率 的信息来进行。可替代地，此判断可涉及识别哪个传感器正在接收最大或 最小量的电流。

如果异常比地质构造更导电，则可通过生成每个传感器的电导率值、 计算与在MWD工具的相对侧的第一对传感器相关联的电导率值之间的第 一差、计算与在MWD工具的相对侧的第二对传感器相关联的电导率值之 间的第二差、然后计算第一差与第二差的比的反正切，来标识方位角。

代替地如果异常比地质构造更不导电，则可通过生成每个传感器的电 阻率值、计算与在MWD工具的相对侧的第一对传感器相关联的电阻率值 之间的第一差、计算与在MWD工具的相对侧的第二对传感器相关联的电 阻率值之间的第二差、然后计算第一差与第二差的比的反正切，来标识方 位角。

可从该信息生成图形显示。例如，基于幅度、距离和方位角的图形可 被生成并且被显示在极坐标显示上。极坐标显示的中心与MWD工具位于 的井眼的位置相对应，并且因此图形示出了异常(或者异常的一组可能的 位置)相对于井眼的位置。在一个实施例中，图形包括一个或多个区域。 每个区域表示具有不同的电导率的地质构造的一部分，并且与该信息中包 括的一个或多个幅度和距离对中的分别一对相对应(每个幅度和距离对与 异常的各个可能的电导率相对应)。

一个或多个带(每个都与异常的各个可能的电导率相对应)可显示在 极坐标显示上。可通过基于方位角标识切线来确定带之间的边界。切线与 具有等于距离之一的半径的圆相交。由切线形成边界的带然后可在极坐标 显示上被标记。