[发明专利]井下电磁工具的基于反演的校正

说明书

技术领域

公开的实施例总体涉及用于井下电磁测量工具的校正方法，并且更具体地涉及用于校正井下电磁测量工具的基于反演的方法。

背景技术

在诸如随钻测井(LWD)和电缆测井设备之类的现有的井下设备中，电磁测量的使用是公知的。可以利用这种技术来确定地层电阻率，地层电阻率以及地层孔隙度测量通常用于指示地层中的油气的存在。此外，方位敏感定向电阻率测量通常用于例如油层转向设备中，用于提供可以据此做出转向决定的信息。定向电阻率工具通常使用倾斜天线或横向天线(具有相对于工具轴倾斜或横向的磁偶极子的天线)。

工具校正是电磁测井作业中的重要和必要的工作。诸如工具结构中的缺陷以及由于工具电子器件而发生的变化之类的因素可能引起重大的测量错误。工具校正的目的是消除和/或补偿这些因素对测量数据产生的影响。各种工具补偿方法都是已知的。例如，通常采用空气校正方法。在这种方法中，电磁电阻率工具可以被悬挂(例如，经由吊车)在远离任何导电介质的空气中。电阻率测量应该产生接近无穷大的电阻率(即，零导电率)。去掉任何偏差并且假设这些偏差与系统测量误差相关(例如，与电子器件，硬件，或处理方法相关)。美国专利US4,800,496和US7,027,923公开了用于确定感应或传播测井工具中的探测误差的方法，所述感应或传播测井工具需要在土地表面上方的两种或更多种高度处进行测量。

尽管前述的校正方法可以为传统的电磁测井工具提供满意的校正，但是它们难以应用于深层探测、定向电磁电阻率工具(环视工具)或者电磁前视工具。如以下所更详细地描述的，这种深层探测工具中的发射器和接收器接头为模块化的，使得接头之间的轴向间隔与方位调整角均不被固定。因此，针对一种工具结构所执行的校正对于任何其它工具结构来说不一定有效。此外，如果由于发射器与接收器接头之间的间隔长(例如，长达100英尺或以上)并且需要将整个BHA悬挂起来而几乎不可能在钻探现场执行校正，那么传统的空气校正就变得很困难。因此，在本领域中存在着对用于校正定向电阻率测井工具的改进的系统的需求。

发明内容

公开了一种用于井下电磁工具的基于反演的校正方法。使用至少一个测量阵列(例如，至少一个发射器接收器对)来获取地下钻孔中的电磁数据。对地层模型的反演(在本领域中也被称为正演模型)进行处理，以获得地层参数和用于测量阵列的至少一个校正参数。然后可以固定用于测量阵列的校正参数并且再次对反演进行处理，以获得地层参数和用于第二测量阵列的至少一个校正参数。对于基本上任何数量的测量阵列都可以以递归的方式重复这个过程。

公开的实施例可以提供各种技术优点。例如，公开的实施例提供了用于模块化深层探测和/或前视电磁测量工具的可行的校正方法。公开的方法还可以有利地应用于基本上任何电磁测量系统。此外，在电磁测井作业期间，在不从地下环境中移出工具的情况下，基本上可以在任何时间对测量工具进行重新校正。举例来说，如果例如在工具进入使较高频测量变得更加灵敏的高电阻区时，电阻率的平均水平发生变化，那么这种重新校正可能是有用的。

提供本发明内容来引入以下在具体实施方式中进一步描述的选择的概念。本发明内容并不是要确定所要求保护的主题的关键或基本特征，也不是要用于帮助限定所要求保护的主题的范围。

附图说明

为了更完整地理解公开的主题以及其优点，现在结合附图来参考下文的说明，附图中：

图1描绘了可以使用公开的工具和方法实施例的钻机的一个示例。

图2A还描绘了图1上所示的深层探测电阻率工具结构。

图2B描绘了前视电阻率工具结构。

图3描绘了一个公开的方法实施例的流程图。

图4描绘了另一个公开的方法实施例的流程图。

图5A、5B和5C描绘了实验性测试的电阻率示意图，其中深层探测前视电阻率工具垂直悬挂在土地表面上方。图5A描绘了第一对照实验，其中在反演中没有使用校正偏移量，图5B描绘了第二对照实验，其中上方点的值用于计算近似的空气校正偏移量，并且图5C描绘了对比，其中利用图3和4上所描绘的校正反演方法计算出校正偏移量。

图6描绘了用于示例性地层的电阻率数据。

图7A、7B、7C以及7D描绘了实验性测试的电阻率示意图，其中在地下钻孔中采用了深层探测前视电阻率工具。利用不需要校正的合成数据来生成图7A和7C上所描绘的示意图。利用本文中关于图3和4所描述的反演校正方法以及图6所示的记录数据的第一部分来生成图7B和7D上所描绘的示意图。