[发明专利]钻头应用的前瞻预测

说明书

本公开涉及钻头应用的前瞻预测。各实施例包括有关于测井的操作的装置和方法。装置和方法可包括工具，该工具具有在发射器‑接收器天线对中的相间隔的发射器天线和接收器天线的排布，用于做出浅测量和深测量。可处理从浅测量和深测量获取的信号来在钻探操作中提供前瞻预测信号。可将发射器和接收器天线取向为，响应于在井中井下地操作发射器，使得来自发射器天线和接收器天线之间的层的信号相消或基本相消。还公开了附加装置、系统、和方法。

本申请是申请号为201180074874.6、国际申请日为2011年11月15日、发明名称为“钻头应用的前瞻预测”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明一般涉及具有测井(well logging)能力的系统。

背景技术

在用于油和气体探测的钻井中，应当理解，井眼周围的地质地层(formation)的结构和性质提供了有助于这种探测的信息。然而，钻探钻具操作的环境在地面下相当远的距离处，并且在这些位置进行测量以管理这种装备的操作。测井是经由位于井下的传感器做出测量的过程，可提供有关于地层特性的有价值的信息。测量技术可利用可作出深测量和浅测量的电磁信号，该深测量较少受到井眼和受到钻探侵袭的区域的效果的影响，且该浅测量在提供试探信号的工具附近。最常规的工具定位于钻杆上的钻探电机上，且从已经由钻头刺穿的地层中做出测量。此外，这种测量的实用性可相关于从这种测量推导出的信息的精度或质量。

发明内容

本发明的一方面涉及一种有关于测井的操作的装置，包括：工具，具有发射器天线和接收器天线，所述发射器天线和所述接收器天线被设置为响应于在井内井下地操作发射器，使得来自发射器天线和接收器天线之间的层的信号基本相消、或使得来自所述发射器天线和所述接收器天线之间的区域以外的层的信号基本相消。所述装置包括控制单元和数据处理单元，其可操作以通过将来自所述工具的排列的多个天线的信号组合来合成地创建倾斜角，所述排列的多个天线具有不同的倾斜角。所述控制单元和所述数据处理单元被设置为处理来自所述排列的多个天线的信号从而算法化地为不同地层倾角优化信号相消。所述控制单元和数据处理单元被设置为合成地创建所述倾斜角从而使得来自所述排列的多个天线之间的层的信号相消。所述控制单元和所述数据处理单元被设置为合成地创建所述倾斜角从而使得来自所述排列的多个天线之间的区域以外的层的信号相消。所述发射器天线和所述接收器天线沿所述工具的纵轴被设置，以使所述发射器天线或接收器天线中的至少一个相对于所述工具的所述纵轴具有倾斜角，所述发射器天线和所述接收器天线相对于所述纵轴的取向相对于彼此被选择为使得来自所述发射器天线和所述接收器天线之间的层的信号基本相消。所述发射器天线和所述接收器天线沿所述工具的纵轴被设置，以使所述发射器天线或接收器天线中的至少一个相对于所述工具的所述纵轴具有倾斜角，所述发射器天线和所述接收器天线相对于所述纵轴的取向相对于彼此被选择为使得来自所述发射器和接收器之间的区域以外的层的信号操作地相消。所述装置包括控制单元，以使用所述发射器天线和所述接收器天线进行绝对深测量、采用附加接收器的比深测量、或采用附加接收器和附加发射器的经补偿的深测量，以使各个测量中来自发射器和接收器天线对之间的层的信号被基本相消。所述工具具有四个天线，所述天线被设置为做出浅测量和深测量，且使得来自在所述四个天线之间的层的源于所述四个天线的操作的信号基本相消。所述工具具有少于四个天线，所述天线被设置为做出浅测量和深测量，且使得来自在所述少于四个天线之间的层的源于所述四个天线的操作的信号基本相消。所述工具具有成对设置的多个天线，第一发射器-接收器天线对具有在所述第一发射器-接收器天线对的所述发射器和所述接收器之间在从2英尺到20英尺范围内的间距，以做出浅测量以使来自所述第一发射器-接收器天线对的所述发射器和所述接收器之间的层的信号基本相消，且第二发射器-接收器天线对具有在所述第二发射器-接收器天线对的所述发射器和所述接收器之间在从20英尺到100英尺范围内的间距，以做出深测量以使得来自所述第二发射器-接收器天线对的所述发射器和所述接收器之间的层的信号基本相消。所述第一发射器-接收器天线对的所述发射器天线被设置为所述第二发射器-接收器天线对的所述发射器天线，或所述第一发射器-接收器天线对的所述接收器天线被设置为所述第二发射器-接收器天线对的所述接收器天线。所述装置包括：多个天线，其被设置为包括所述发射器天线和所述接收器天线的所述工具的组件；控制单元，当所述工具在井中被井下操作时，所述控制单元可操作以在所述多个天线中选择成一个或多个发射器-接收器对的天线，所述天线被设置为使得来自各个发射器-接收器对中的发射器和接收器天线之间的层的信号基本相消；和数据处理单元，处理来自所接收到的信号的数据从而在基本没有来自与所述工具的侧边相邻的区域的贡献的情况下，生成前瞻预测信号。