[发明专利]用于获取地下井中的井下特性的测量值的方法和装置

说明书

本发明提供了用于测量沿着地下井的特性的无缆装置。根据至少一个实施例，无缆装置包括外壳(105，205)和配置成测量沿着地下井的数据的一个或多个传感器(175，225)。数据包括地下井中的一个或多个物理、化学、地质或结构特性。无缆装置还包括：处理器(125)，其被配置为控制测量数据的一个或多个传感器(175，225)并存储测量的数据；以及发射机(180)，其被配置为将测量的数据发送到布置在地下井外部的接收机。此外，无缆装置包括控制器(140)，控制器被配置为控制无缆装置的浮力或阻力以控制无缆装置在地下井中的位置。处理器(125)包括对地下井内的无缆装置的一个或多个传感器(175，225)的测量参数进行限定的指令。

发明人：马克斯·德芬鲍(Max Deffenbaugh)、格雷戈里·D·哈姆(GregoryD.Ham)、何塞·奥利维里奥·阿尔瓦雷斯(Jose Oliverio ALVAREZ)、格雷戈里·伯内罗(Gregory BERNERO)、森德·拉马钱德兰(Sunder RAMACHANDRAN)、米格尔·刚萨雷斯(Miguel GONZALEZ)、塞巴斯蒂安·丘陶克(Sebastian CSUTAK)、克里斯托夫·鲍威尔(Christopher POWELL)和侯赛因·赛伦(Huseyin SEREN)

相关申请的交叉引用：

本申请要求2015年4月30日提交的、名称为“METHOD AND DEVICE FOR OBTAININGMEASUREMENTS OF DOWNHOLE PROPERTIES IN A SUBTERRANEAN WELL(用于获得地下井中的井下特性的测量值的方法和装置)”的美国临时专利申请No.62/155,219的优先权，该美国临时专利申请通过引用方式整体并入本申请中。

技术领域

本发明整体涉及用于获取沿地下井的井下特性的测量值的方法和装置。更具体地，本发明涉及一种无缆的、浮力受控的和/或阻力受控的装置以及用于测量沿着井的物理、化学、地质和结构特性的装置的使用方法。

背景技术

沿地下井的井下特性的测量对于井的钻井、完井、作业和弃用是至关重要的。这些井可用于从地下储层中回收碳氢化合物，将流体注入地下储层，并监测地下储层的状况。

井下特性涉及在井的寿命的不同阶段沿井筒的物理、化学、地质和结构特性。例如，井下特性包括但不限于压力，压力差，温度，“含水率”(其是井下流体中存在的水或盐水的百分比)，油、盐水或气体在井下流体中的体积分数，到达沿着井的气体浓缩物、液体浓缩物、油或盐水的露点的水平/位置/深度，油、盐水或气相的流量，油、盐水或气体从周围岩层进入井的流入速率，钻探泥浆的密度或粘度以及钻探泥浆侵入周围岩层的深度，可能留在井眼壁上的泥饼的厚度或稠度或覆盖程度，水或盐水混合物的化学成分，碳氢化合物的化学成分，井下流体的物理特性(包括例如密度或粘度，多相流态，碳氢化合物或盐水的例如浊度、吸收率、折射率等光学特性)，或荧光，荧光示踪剂，套管或生产油管上的腐蚀或垢的数量或类型，腐蚀或垢增长速率，可能添加到井中的腐蚀抑制剂或阻垢剂化学物质的存在与否或浓度，通常由卡规测量的生产油管或井眼内的开放横截面，周围岩石的声学或弹性特性(可能是各向同性或各向异性的)，周围岩石的电特性(包括例如周围岩石的电阻或介电特性，可能是各向同性或各向异性的)，周围岩石的密度，周围岩石中裂缝的存在与否以及这些裂缝的丰度、取向和孔径，周围岩石的总孔隙度或孔隙类型以及每种孔隙类型的丰度，周围岩石的矿物组成，周围岩石的粒度或粒度和形状的分布，周围岩石的孔径或孔径和形状的分布，周围岩石的绝对渗透率，周围岩石的相对渗透率，周围岩石中流体的润湿特性，流体在表面上的接触角以及沿井或周围岩石的流体界面的表面张力。这些特性通常作为沿着井的深度或线性距离的函数来测量(或这些特性随沿着井的深度或线性距离而变化)，或者这些特性随着诸如自部署测量工具之后的时间等另一特性而变化或随着作为深度的替代的压力而变化。