[发明专利]在套管钻井中利用远程传感器对岩层压力进行测量

说明书

本发明的技术领域

本发明整体涉及确定在被井孔穿过的地下岩层中的各参数，特别涉及在套管装在井孔中之后，通过穿过套管壁与安装套管之前布置在岩层中的遥感器通讯来进行确定。

相关技术描述

当今油井工作和生产需要对井孔的各种参数进行连续的监测。保证稳定生产的最关键的参数是储存压力，也称为岩层压力。对诸如储油层压力之类参数进行连续监测能够指出岩层压力在一段时间内变化，对预测地下岩层的产量和寿命是必要的。典型地，包括压力的岩层参数可用测井电缆岩层测试工具(wireline formation testingtool)进行监测，如在美国专利No.：3,934,468；4,860,581；4,936,139和5,622,223中所述的工具。

转让给Schlumberger技术公司，即本发明的受让人的‘468专利描述了一种细长的管形体，该管形体布置在无套管的井孔中以检测所关心的岩层区域。该管形体具有一密封垫，与该密封垫相对的第二井接合垫和一系列液压驱动器强迫该密封垫与岩层区域的井孔密封接合。该管形体备有一包括一可动探头的流体导入装置，该装置通过密封垫的中心孔与岩层流体通讯并获取岩层流体的样本。这样的流体通讯和取样允许收集岩层参数数据，包括岩层压力，但并不局限于岩层压力。‘468专利的可动探头特别适合于测试表现出不同的和未知的能力和稳定性的岩层区域。

也转让给本发明的受让人的‘581和‘139专利公开了提供许多功能的由标准件组合的岩层测试工具，这些功能包括在无套管的井孔中进行岩层压力测量和取样。这些专利描述的工具可在工具的单个行程内在多个岩层区进行测量和取样。

转让给Western Atlas International公司的‘505专利同样公开了一种岩层测试工具，该工具能在许多岩层区域测量由一无套管井孔穿过的岩层的压力和温度，并收集各种流体样本。

转让给Halliburton公司的‘223专利公开了另一种用于从无套管井孔中的所关心区域抽取岩层流体的测井电缆岩层测试工具(wirelineformation testing tool)。该工具采用一种可膨胀的压封器，并且据说可操作以就地确定被抽吸的流体的类型和饱和压力，和有选择地收集基本上不含泥浆滤液的流体样本。

每个前述的专利的限制是，其中所述的岩层测试工具只有在该工具置于井孔中并与所关心岩层区物理接触时才能获取岩层数据。

也转让给本发明的受让人的美国专利申请No.09/019466描述了一种方法和设备，该方法和设备用于在进行钻井操作时将智能数据传感器，如压力传感器，从钻柱的钻铤中布置到井孔外的地下岩层中。如‘466申请中所述，数据传感器在油井的钻井阶段的定位是通过或者射、钻、液压强迫或者其他方法将传感器布置到岩层中来实现的，该‘466申请的全部内容结合在本文中并作为参考。

‘466申请还公开了用于在布置完很久以后，特别通过利用传感器中的伽马射线尖头信号标记确定这种数据传感器位置的装置的使用。这些伽马射线尖头信号标记发射出独特的放射性“特征讯号”，这些“特征讯号”很容易与局部各地下岩层的伽马射线背景轮廓或特征讯号对照，从而帮助确定岩层中每个传感器的位置。

在完井阶段某个时期，一系列套管装在井孔中。当井孔已经镶有套管并且套管已经注水泥后，如果必要，则不再可能从井孔内与套管外单个遥感器进行电磁波通讯。如果没有与布置在加套井孔外的岩层中的数据传感器通讯的有效装置，则数据传感器不能被使用。因此，对在井孔生产寿命期间提供连续岩层监测能力的远程数据传感器来说，必须重新建立与数据传感器的通讯。此外，为了使与数据传感器的通讯最优选，在井孔加套并注水泥后必须识别各传感器的位置。

上述专利‘468、‘581、‘139、‘505和‘223中所述的工具和方法并不是有意要用在加套的井孔中，并且通常不能永久地连接到井孔或岩层上。然而，有意用在加套井孔中的岩层测试工具和方法在现有技术中也是公知的，例如由美国专利No.：5,065,619；5,195,588和5,692,565所述示例。