[发明专利]识别非常规地层

说明书

获得由方位敏感电磁测井工具根据其在钻孔中的位置收集的信号测量。使用所述信号测量来识别地层模型的类型。将适于所述类型的地层模型的反演技术应用于所述组信号测量以确定地理性质。使用所述地理性质来作出关于是否钻井的决定。

技术背景

地球地层的电磁(EM)测井的基本原理和技术是众所周知的。例如，确定邻近钻孔的地球地层的电阻率(或其倒数，导电率)的感应测井长期以来是在搜索和开发地下石油矿床中采用的重要标准技术。简单地说，发射器发射经过钻孔周围的地层物质的电磁信号并感应一个或多个接收器中的信号。接收器信号的振幅和/或相位受地层电阻率影响，从而要进行电阻率测量。测量的信号特性和/或从其计算出的地层性质根据测井工具在钻孔中的深度或位置进行记录，从而产生可供分析员使用的地层记录。

EM技术用于随钻测井(LWD)和电缆测井。这些技术用于估计地层参数，包括地层电阻率、地层各向异性、边界位置等。

给定地层的参数(诸如电阻率)可以是各向同性的(在所有方向上相等)或各向异性的(在不同方向上不相等)。在非常规地层(包括例如断口和/或褶被)中测量这个参数是一个挑战。

附图简述

图1示出包括倾斜地层基床的说明性随钻测井环境。

图2示出包括倾斜地层基床的说明性电缆测井环境。

图3示出钻孔的定向与倾斜地层基床的定向之间的关系。

图4示出具有一个正交三轴发射器和两个正交三轴接收器的测井工具的假想天线排列。

图5示出界定倾斜天线的定向的角。

图6为电磁电阻率测井工具的说明性电子模块的方框图。

图7示出具有倾斜发射器及接收器天线的说明性电磁电阻率测井工具。

图8示出天线排列。

图9和图10示出常规地层模型。

图11A示出分格。

图11B示出分格与从其收集资料的地层之间的数学关系。

图12-15和图18-19示出建模响应。

图16和图17示出非常规地层模型。

图20-23示出天线排列。

图24为流程图。

图25示出环境。

具体实施方式

所公开的工具配置和操作在其操作的更大系统的背景下得以最佳理解。因此，图1中示出说明性随钻测井(LWD)环境。钻井平台2支撑具有用于升降钻柱8的游车6的井架4。方钻杆10随着其下降穿过转盘12而支撑钻柱8。钻头14是通过井下钻具和/或钻柱8的旋转来驱动。随着钻头14旋转，产生穿过各种地层18的钻孔16。泵20使钻井液循环通过供液管22到方钻杆10，渗入井下通过钻柱8的内部，通过钻头14中的孔口，经由钻柱8周围的环带返回到地表，并进入到持水矿井24。钻井液将钻粉从钻孔输送到矿井24中并协助维持钻孔完整性。

电磁电阻率测井工具26集成到钻头14附近的井底总成中。随着钻头延及钻孔穿过地层，测井工具26收集关于各种地层性质以及测井工具定向和位置、和各种其它钻井工况的测量。定向测量可以使用方位定向指示器(其可以包括磁力仪、测斜仪和/或加速计)来执行，但可以使用其它传感器类型，诸如陀螺仪。在一些实施方案中，测井工具包括3轴磁通门磁力仪和3轴加速计。测井工具26可以采取钻铤的形式，即，提供重量和硬度来协助钻井过程的厚壁钢管。遥测配件28可以被包括来将测井工具测量传送到地表接收器30和从地表接收器接收命令。