[发明专利]利用单电缆引导系统的完井

说明书

一种系统包括电流源和接地端子。所述接地端子电连接到电流源。所述接地端子在大地的地表处接地。所述系统进一步包括参考导体。所述参考导体电连接到电流源，并且参考导体插入到参考井眼中。所述系统进一步包括管。所述管包括管柱电中断部件，并且所述管插入到参考井眼中。所述管具有管井底端，并且所述管在电中断部件和井底端之间是导电的。所述系统进一步包括管和参考导体之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统还包括管和参考井眼之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统进一步包括位于参考井眼外部的磁传感器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月1日提交的美国临时专利申请No.62/058,369的优先权，通过引用将其整体并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及钻井定位系统，并且特别地涉及利用磁场确定地表下井眼的位置。

背景技术

准确的井眼安置和调查对于地表下油气藏的开发来说可以说是重要的。定向钻井同时感测钻头的钻井的位置和方向称为随钻测量(MWD)。某些MWD系统利用地球的重力和/或磁场的测量并且可以利用钻井时的旋转运动的陀螺仪测量。这些MWD工具可以利用惯性引导来计算井路径。这样的惯性引导方法可能使得沿井路径的误差积累，这增加了在钻井时的位置不确定性。

某些其他方法允许井孔中位置的直接井下确定，这可以导致井路径不确定性的降低。一种这样的方法是有源测距，其利用磁场的生成和测量。举例来说，在某些传统方法中，在参考井中井下放置磁线圈。通过测井电缆从地面激励磁线圈以形成双极磁场。所述测井电缆在提供电力之外还可以用于悬挂和放置磁线圈。通过在正被钻探的另一个井中的三轴磁强计来测量生成的双极磁场，由此允许相对于参考井来确定钻头的位置。这样的传统方法已经被用于对重油的蒸汽辅助重力泄油(SAGD)提取。某些SAGD操作利用两个平行的井眼，相对于大地表面一个井眼在另一个之上。这些传统的线圈方法可以在量程上受到限制并且可能需要利用测井电缆卡车来放置线圈并且对线圈供电。

某些SAGD操作已经使用单电缆引导方法。单电缆引导系统利用在单个电流承载电缆周围生成磁场。该电缆可以布置在地表上或者在参考井孔中，如美国专利No.4,593,770所述，通过引用将该专利并入本文中。由于在单电缆引导方法的线性电缆周围的磁场以1/r衰退，而不是对于围绕双极子的场的1/r³，所以与借助井下线圈有源测距相比，借助单电缆引导的测距距离可能更大。

在井孔单电缆引导系统中，由于沿具有套管的井孔的消除返回电流，参考井磁场可能会被消散。可以在相邻套管之间安装电隔离元件以限制通过管道的返回电流。在理论上，可以将沿测井电缆向下供应的电流的近乎100％递送到套管柱(casing string)中套管的绝缘的电极部段。电流然后可以进入地层，并且通过地层中的路径传播到电流源上的接地回路测杆。尽管这种方法可以提供强信号和良好的测距，但是类似于有源线圈，单电缆引导可能需要测井电缆接近井眼以放置单电缆。

发明内容

本公开包括一种系统。所述系统包括电流源和接地端子。所述接地端子电连接到电流源。所述接地端子在大地的地表处接地。所述系统进一步包括参考导体。所述参考导体电连接到电流源，并且参考导体插入到参考井眼中。所述系统进一步包括管。所述管包括管柱电中断部件，并且所述管插入到参考井眼中。所述管具有管井底端，并且所述管在电中断部件和井底端之间是导电的。所述系统进一步包括管和参考导体之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统还包括管和参考井眼之间的、位于管柱电中断部件和管井底端之间的电连接。所述系统进一步包括位于参考井眼外部的磁传感器。

附图说明

在结合附图进阅读下面的具体描述时，最佳地理解本公开。要强调的是，根据行业内的标准做法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论清楚，各种特征的尺寸可以随意增加或减小。

图1是与本公开的至少一个实施方式一致的单电缆引导系统的示意性图示。