[发明专利]钻探方法及设备

权利要求书

1.一种在地下区域中定位钻探设备和/或钻孔的方法，所述方法包括以下步骤：

(A)在地下钻探操作中发送地震波到地下区域，所述地震波从远离所述钻探设备的位置发送；

(B)检测来自所述钻探设备或钻孔的地震响应；和

(C)将所检测到的所述响应与所述地下区域的预定的地震探测数据比较，以确定所述钻探设备或钻孔的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在远离所述钻探设备或钻孔的位置接收所述地震波，更优选从大体上位于钻探设备和/或钻孔之上的位置接收所述地震波，最优选从位于所述地下区域的地面上的位置接收所述地震波。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从所述地下区域的地面发送所述地震波。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，将所述地震波发送到井孔中，所述井孔从所述地下区域的地面延伸到所述钻探设备的远端位置。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中，优选在钻探过程中通过用以下形式中的至少一个检测地震响应来生成地震数据组：

(i)搜索/检测由从所述区域内的地质边界和从在钻探操作中所形成的井孔的外表面反射的地震波所形成的棱形波；

(ii)搜索/检测例如通过来自所述井孔交叉于(穿过)地质边界的一个或多个点处的反射而产生的衍射波；

(iii)来自所述钻孔的底部的反射；

(iv)地震能量，其在地面处发送到所述钻孔中，且沿钻孔传输到地表下，并携带着关于钻头和所述钻孔的位置的信息穿过地表下地层而辐射回到远处的(例如位于地表处的)接收器；和/或

(v)波信号，其与由所述井孔的声阻抗和所述井孔周围地下地层的声阻抗的差异所导致的反射和/或折射相关。

6.根据上述任一权利要求所述的方法，其中，比较所述所检测到的地震响应的步骤包括：

通过搜索由来自所述区域内的地质边界的反射和来自在所述钻探操作中所形成的井孔的反射而形成的棱形波和/或通过搜索由来自所述井孔和地质边界的交点的反射而产生的衍射波来生成地震数据组；和

用处于参照地震数据组的形式的预定的地震探测数据减去所述地震数据组，其中，所述参照地震数据组是在钻探前确定的数据组或在钻探中生成的先前的地震数据组之中的一个。

7.根据上述任一权利要求所述的方法，其中，比较所述所检测到的响应的步骤包括以下其他步骤：

搜索与由所述井孔的声阻抗和所述井孔周围地下地层的声阻抗的差异所导致的反射和/或折射相关的波信号；和

可选地放大所述信号以确定所述钻探设备的位置。

8.根据上述任一权利要求所述的方法，其中，检测来自所述所发送的地震波的地震响应的步骤在钻探过程中连续地实时进行或者在钻探过程中以预定的时间间隔来进行。

9.根据上述任一权利要求所述的方法，其中，通过用所述预定的地震探测数据减去来自所发送的地震波的所检测到的地震响应来确定所述钻探设备的位置。

10.根据上述任一权利要求所述的方法，其中，数据处理器构造成接收所述预定的探测数据，并将所述数据与来自所述所发送的地震波的所检测到的响应数据进行比较。

11.根据上述任一权利要求所述的方法，其用于地下钻探操作的实时监视，其中，使用步骤(C)来描绘钻探操作的穿过已钻探区域的路径。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述地震波进入所述井孔的开口端，使得所述井孔成为地震发射器。

13.根据上述任一权利要求所述的方法，其用于决定地下区域中的第一井孔和第二井孔的交叉。

14.一种减压井钻探方法，其在地下区域中使用带钻头的钻探设备，所述方法包括：使用根据上述任一权利要求所述的方法来确定钻头的位置，并根据所述所确定的位置来引导所述钻头，以使所述钻头能在已有的井孔的套管鞋附近贯穿已有的井孔。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述预定的地震探测数据是利用所述地下区域内的预期的地质条件的数学模型来生成的数据。

16.根据上述任一方法权利要求所述的方法，其中，将对比气体或流体引入所述井孔中以增加所述井孔的反射率。