用於井筒鑽探工具的前瞻性傳感器數據的可視化的製作方法

2023-08-05 07:06:01 2

發明背景

本公開總體涉及鑽井和碳氫化合物採收操作，並且更具體地，涉及可視化來自地層傳感器的數據的系統和方法，所述地層傳感器被配置來感測井下鑽探系統的鑽頭前方的地層性質。

碳氫化合物，諸如油和氣體，常見地從可以位於陸上或者海上的地下地層獲得。涉及將碳氫化合物從地下地層移除的地下操作和過程的發展是複雜的。通常，地下操作涉及許多不同步驟，例如像在所期望的井場處鑽探井眼，處理所述井眼以便優化碳氫化合物的生產，以及執行必要步驟以便生產並處理來自地下地層的碳氫化合物。地下地層的測量可以通過使用徑向定向的井下傳感器來表徵地層並幫助做出操作決策來完成。示例性傳感器包括天線和伽馬射線檢測器。在某些鑽探系統中，在鑽探系統到達地下地層的一部分之前確定那個部分的特性可能是有用的。這些確定通常利用在鑽探系統前方的「前瞻性」測量。然而，解釋來自這些徑向定向傳感器的數據可能是困難的。

附圖簡述

為了更完全地理解本公開和其特徵與優點，現結合附圖來參考以下描述，在附圖中：

圖1示出根據本公開的實施方案的示例性井下鑽探系統；

圖2示出根據本公開的實施方案的用於在圖1的井下鑽探系統中使用的示例性計算系統的框圖；

圖3a-3b示出根據本公開的實施方案的具有徑向定向的前瞻性地層傳感器的示例性鑽頭構型；

圖4a-4c示出根據本公開的實施方案的從耦接到井下鑽探系統的前瞻性地層傳感器接收的數據的示例性可視化；

圖5a-5c示出根據本公開的實施方案的來自耦接到井下鑽探系統的前瞻性地層傳感器的數據隨時間的示例性可視化；並且

圖6示出根據本公開的實施方案的用於收集並可視化來自耦接到井下鑽探系統的前瞻性地層傳感器的數據的示例性方法。

雖然本公開的實施方案已經得以描繪和描述並且通過參考本公開的示例性實施方案來加以限定，但是此類參考並不暗示對本公開的限制，並且不能推斷出這種限制。如本領域中的技術人員以及受益於本公開的人員將想到，所公開的主題能夠在形式和功能上存在許多修改、變更和等效形式。所描繪和描述的本公開的實施方案僅為示例性的，並非詳盡說明本公開的範圍。

具體實施方式

本公開描述了一種可視化來自耦接到井下鑽探系統中的鑽頭的徑向定向地層傳感器的數據的系統和方法。傳感器可以在距離鑽頭中心的半徑內耦接到任何合適的鑽頭，諸如牙輪鑽頭或固定切割器鑽頭。徑向定向的傳感器可以被偏置以主要測量在鑽頭表面處或在鑽頭前方的地層，並且可以收集與正被鑽探的地層的性質相關聯的數據，諸如伽馬射線輻射、地層電阻率等。可以收集來自傳感器的數據並且使所述數據與收集數據的角度相關聯。然後可基於收集數據的相關聯角度將來自鑽頭的每個傳感器的數據編譯到存儲器分區中。然後可以對井下鑽探系統的操作者或對自動轉向系統有意義的方式可視化和顯示數據，以使得可相應地做出諸如井筒轉向的鑽探決策。例如，在一些實施方案中，可相對於所估計的地層組成來可視化數據。在某些實施方案中，可視化可以是兩維或三維的。在特定實施方案中，可視化可以是動畫的，以顯示在鑽探井筒時地層傳感器數據隨時間的變化。

為了促進更好理解本公開，給出某些實施方案的以下實例。以下實例決不應被理解為限制或限定本公開的範圍。通過參考圖1至圖6最好地理解本公開的實施方案和其優點，各圖中相同編號用於指示相同和對應部分。

圖1示出根據本公開的實施方案的示例性井下鑽探系統100。鑽探系統100包括位於地面111處並定位在地下地層102內的井筒103上方的鑽機101。在某些實施方案中，鑽探組件104可以使用鑽柱105耦接到鑽機101。在其他實施方案中，例如，鑽探組件104可以使用鋼纜或鋼絲耦接到鑽機101。鑽探組件104可包括井底鑽具組件(bha)106。bha106可包括鑽頭109、轉向組件108和lwd/mwd設備107。位於地面111處的控制單元110可包括處理器和存儲器裝置(例如，圖2的計算裝置200)，並且可在lwd/mwd設備107中與bha106的元件和轉向組件108通信。控制單元110可以從bha106接收數據並向bha106發送控制信號。另外，出於相同的目的，至少一個處理器和存儲器裝置可位於bha106內的井下。lwd/mwd設備107可以在鑽探井筒103時以及在鑽探出井筒之後記錄地層102以提供關於正在進行的地下操作的信息。例如，lwd/mwd設備可以在鑽探操作期間記錄來自鑽頭109上的徑向定向傳感器的數據，或者確定地層102的一個或多個特性(例如，地層電阻率、硬度和/或類型)。轉向組件108可包括向鑽頭109提供動力並且在鑽探操作期間與鑽頭109一起旋轉的泥漿馬達。泥漿馬達可以是容積式鑽探馬達，其使用鑽探流體的液壓動力來驅動鑽頭109。根據本公開的實施方案，bha106可包括任選地不可旋轉部分。bha106的任選地不可旋轉部分可包括bha106的除泥漿馬達和鑽頭109之外的任何部件。例如，任選地不可旋轉部分可包括鑽鋌、lwd/mwd設備107、鑽頭接頭、穩定器、震動裝置和跨接件。在某些實施方案中，轉向組件108可使鑽頭109成角度以從井筒103以一定角度進行鑽探。維持鑽頭109相對於井筒103的軸向位置可能需要知道鑽頭109相對於井筒103的旋轉位置。

在不脫離本公開的範圍的情況下，可對圖1做出修改、增加或省略。例如，圖1示出處於特定構型的鑽探系統100的部件。然而，可以使用用於鑽探碳氫化合物井的任何合適構型的鑽探部件。此外，將理解，可以使用耦接有徑向定向傳感器的各種類型的鑽頭109，諸如牙輪鑽頭或固定切割器鑽頭。

圖2示出根據本公開的實施方案的用於在圖1的鑽探系統100中使用的示例性計算系統200的框圖。計算系統200或其部件可以位於地面處(例如，在控制單元110中)、井下(例如，在bha106和/或lwd/mwd設備107中)或兩個位置的某種組合(例如，某些部件可以設置在地面處，而某些其他部件可以設置在井下，其中地面部件通信地耦接到井下部件)。

計算系統200可以被配置來根據本公開的教義分析來自鑽頭上的徑向定向傳感器的數據並且可視化所述數據。例如，計算系統200可以被配置來生成類似於圖4-5所示並且在下文進一步描述的一個或多個可視化。此外，計算系統200可以用於執行下文參照圖6描述的方法的步驟。

在特定實施方案中，計算系統200可包括數據分析模塊202。數據分析模塊202可包括任何合適的部件。例如，在一些實施方案中，數據分析模塊202可包括處理器204。處理器204可包括例如微處理器、微控制器、數位訊號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)或被配置來解釋和/或執行程序指令和/或過程數據的任何其他數字或模擬電路。在一些實施方案中，處理器204可以通信地耦接到存儲器206。處理器204可以被配置來解釋和/或執行程序指令或檢索並存儲在存儲器206中的其他數據。程序指令或其他數據可以構成用於執行本文所描述的一種或多種方法的軟體208的部分。存儲器206可包括被配置來保持和/或容納一個或多個存儲器模塊的任何系統、裝置或設備；例如，存儲器206可包括只讀存儲器、隨機存取存儲器、固態存儲器或基於盤的存儲器。每個存儲器模塊可包括被配置來保持程序指令和/或數據達一段時間的任何系統、裝置或設備(例如，計算機可讀非暫態介質)。例如，來自軟體208的指令可以被檢索並存儲在存儲器206中，以便由處理器204執行。

在特定實施方案中，數據分析模塊202可以通信地耦接到一個或多個顯示器210，以使得由數據分析模塊202處理的信息可以被傳達給鑽探設備的操作者。例如，數據分析模塊202可以將從耦接到圖1的鑽頭109的徑向定向傳感器接收的數據傳達到顯示器210。作為另一個實例，數據分析模塊202可以生成所接收數據到顯示器210的一個或多個可視化，所述可視化類似於圖4-5所示的可視化。

在不脫離本公開的範圍的情況下，可對圖2做出修改、增加或省略。例如，圖2示出計算系統200的部件的特定配置。然而，可以使用部件的任何合適配置。例如，計算系統200的部件可以被實現為物理或邏輯部件。此外，在一些實施方案中，與計算系統200的部件相關聯的功能可以在專用電路或部件中實現。在其他實施方案中，與計算系統200的部件相關聯的功能可以在可配置的通用電路或部件中實現。例如，計算系統200的部件可以由所配置的電腦程式指令來實現。

圖3a-3b示出根據本公開的實施方案的具有徑向定向的前瞻性地層傳感器的示例性鑽頭構型。具體地，圖3a示出示例性牙輪鑽頭310，並且圖3b示出示例性固定切割器鑽頭320。在特定實施方案中，徑向定向的地層傳感器(諸如伽馬射線傳感器或天線)可位於牙輪鑽頭310的牙輪311內。在某些實施方案中，徑向定向的地層傳感器可位於固定切割器鑽頭320的切割器321中。當徑向定向的地層傳感器與鑽頭一起旋轉時，它可以檢測鑽頭前方地層的測量性質的變化。例如，伽馬射線傳感器可檢測從與傳感器耦接的鑽頭前方的地層發射的伽馬射線的量的變化。因為地層傳感器偏離鑽頭的中心(並且因此偏離鑽孔的中心)，所以它將在鑽頭旋轉時相對於所述孔底部的面在方位角方面獲得數據。在特定實施方案中，耦接到鑽頭的定向傳感器可檢測地層傳感器相對於固定點(例如，高側定向傳感器的頂側或磁定向傳感器的磁北)的定向。在一些實施方案中，可採用包含固定切割結構(類似於圖3b的切割器321)和牙輪(類似於圖3a的牙輪311)的混合鑽頭。在此類實施方案中，徑向定向的地層傳感器可位於固定的切割器結構、牙輪或其任何組合的任何位置中。

當鑽頭旋轉時，地層傳感器可以捕獲與地層和地層傳感器的角度定向相關聯的數據。每個地層傳感器的角度定向可以由耦接到鑽頭的定向傳感器確定，所述定向傳感器在鑽頭旋轉時跟蹤地層傳感器的角位置。因此，可使用幅度測量和相關聯的角度測量(即，極矢量)來收集來自地層傳感器的數據。在一些實施方案中，可使用在各種定向上的存儲器分區在時間或深度間隔上搜集數據，諸如每幾秒或每幾英寸或每幾英尺。存儲器分區可對應於在鑽頭前方的任何合適的徑向距離和/或角度範圍(相對於360度圓)。例如，存儲器分區可包括在從鑽頭中心的0-1英尺和1-2英尺的範圍之間收集的數據，或者可包括圍繞鑽頭的360度圓的每15度的數據。因此，在特定實施方案中，分區可對應於特定的角弧範圍和徑向距離範圍。

存儲器分區的使用在使用伽馬射線傳感器的實施方案中可能特別有用，其中傳感器的伽馬射線計數可能需要在鑽探底部時的時間段或距離上累積以確保足夠的信號。例如，伽馬射線計數可以在特定角度範圍(例如，在鑽頭旋轉的第一10度內計數的100個伽馬射線和在鑽頭旋轉的第二個10度內計數的80個伽馬射線)和/或距鑽頭中心的徑向距離(例如，在鑽頭旋轉的第一10度內計數的100個伽馬射線，其中50個對應於距鑽頭中心的第一徑向英尺，並且另外50個對應於距鑽頭中心的1-2英尺徑向範圍)上收集並進行求和。然而，也可以用其他類型的地層傳感器來執行分區(例如，以節省存儲器空間)。例如，傳感器讀數可以是包括幅度分量和角分量的矢量，諸如(100,3.2°)、(70,8.1°)和(20,15.5°)。使用5度的分區(即，總計72個分區)，每個測量值將被放入單獨的分區(即，1-5度的一個分區、6-10度的一個分區以及11-15度的一個分區)。然而，使用10度的分區(即，總計36個分區)，前兩個測量值將被一起分區到1-10度的分區中。

為了將兩個或更多個測量值一起放入同一個分區，可使用任何技術。例如，可使用兩個測量值的平均值。作為另一個實例，可基於角度測量從分區的中心的位移來使用測量值的加權平均值。分區可用於任何合適的角度範圍，並且可取決於應用或存儲器限制。例如，在需要準確度和/或存儲器不受限制的情況下，可以使用360個分區，每個分區包括針對一個角度的數據。作為另一個實例，在存儲器受限制和/或不需要更好的準確度的情況下，可以使用20個分區，每個分區包括針對18個角度的數據。下文參照圖4-5進一步描述示例性數據簡檔和可視化。

在某些實施方案中，可以不為360度圓的特定分區收集從前瞻性地層傳感器收集的數據。舉例來說，可以在4.5度和11.3度處收集地層信息。因此，使用5度的分區，可以為表示1-5度的分區和表示11-15度的分區收集數據，但是對於表示6-10度的分區，將不收集數據。在此類情況下，可基於與相鄰分區相關聯的信息來內插表示6-10度的分區的數據，以便更準確地理解鑽頭前方的整個360度的地層信息。另外，將理解，內插技術也可以用於徑向分區格式。例如，可以為表示距鑽頭中心0-1英尺和距鑽頭中心2-3英尺的徑向距離的分區收集數據。可以使用來自0-1英尺範圍分區和2-3英尺範圍分區的數據來內插用於覆蓋距中心1-2英尺的徑向範圍的徑向分區的數據。

在特定實施方案中，存儲器分區可不均等地分割。例如，如果對孔的低側周圍的數據有更大的興趣，則可以在這個區中使用較窄的分區(即，具有覆蓋較少度數的範圍的分區)，並且更大的分區可用於記錄掃掠圓的其他區的數據。例如，與鑽孔的低側相關聯的分區可以是分別覆蓋5度的範圍的分區，而與鑽孔的高側相關聯的分區可以是分別覆蓋20度的範圍的分區。在一些實施方案中，在低側分區與高側分區之間的分區可逐漸改變解析度。可使用基於來自感測地層或鑽孔性質的各種傳感器的反饋的預編程指令來動態地調整存儲器分區所覆蓋的範圍，以允許更重要區域的更高解析度。例如，如果在鑽頭前方的特定區域中檢測到所感測地層數據中的高梯度，則可以減小那個區域中的分區所覆蓋的角度範圍(即，可以增加那個區域中的數據的解析度)。這種調整可以由控制單元(例如，控制單元110)自動地或由鑽探系統的操作者從井筒的表面進行，所述操作者可以向井下分區控制器下行命令。

雖然在圖3a-3b中示出為耦接到鑽頭的徑向定向的地層傳感器，但是本領域的普通技術人員將理解，根據本公開的傳感器可位於井下鑽探系統的任何合適的位置，以用於感測在鑽探系統的鑽頭前方一定深度處(諸如緊接在鑽頭前方)的地層信息。例如，地層傳感器可位於鑽頭的中心並且被配置來在鑽頭前方徑向地感測，以將信息編譯到徑向存儲器分區中。作為另一個實例，地層傳感器可位於鑽頭的bha的上遊，同時可操作來感測鑽頭前方的地層信息。根據本公開的地層傳感器還可以被配置來感測來自鑽頭前方、後方或旁邊的多個深度的數據。在此類實施方案中，數學算法可以被配置來確定所感測地層信息的哪一部分來自鑽頭前方與鑽頭後方。這也可以允許操作者選擇在鑽頭前方的不同深度處顯示地層信息。

在不脫離本公開的範圍的情況下，可對圖2做出修改、增加或省略。例如，雖然圖3a將地層傳感器示出為位於牙輪311內部，但是將理解，傳感器可位於鑽頭310的主體或柄中，或者位於支撐牙輪311的軸頸臂中。作為另一個實例，雖然圖3b將地層傳感器示出為位於鑽頭320的切割器321內部，但是將理解，傳感器可位於鑽頭320的主體中或鑽頭320的刀片中。

圖4a-4c示出根據本公開的實施方案的從井下鑽探系統的前瞻性地層傳感器接收的數據的示例性可視化。在一些實施方案中，可以從耦接到鑽頭的徑向定向的地層傳感器(例如，圖3a的鑽頭310的牙輪311中的傳感器或者圖3b的鑽頭320的切割器321中的傳感器)接收數據。在其他實施方案中，可以從耦接到鑽探系統的井上更高處的一部分的地層傳感器接收數據，諸如耦接到鑽探系統的鑽柱的傳感器。地層傳感器可以被配置來在鑽頭前方一定深度處感測地層信息，諸如伽馬射線輻射或地層電阻率。在特定實施方案中，由前瞻性傳感器收集的地層信息可以是與緊接在鑽頭前方的地層相關聯的信息。

圖4a示出如上文關於圖3a-3b所述收集到分區中的地層傳感器數據的示例性可視化410。如圖4a所示，可以使用對比陰影或著色來指示包含在從耦接到鑽頭的地層傳感器接收的數據內的某些信息。陰影可以指示例如，相對於固定參考，諸如重力高側(即，圖4a的頂部是鑽孔相對於地球的某個固定參考的高側，所述固定參考諸如可以被解析為北參考點的重力矢量、磁矢量或地球自旋矢量，並且圖4a的底部是所述孔的低側)，鑽孔的「最熱」和「最冷」部分(例如，其中對於伽馬射線傳感器檢測到最高和最低伽馬射線水平)的位置。在一些實施方案中，可視化410可以被分成區段411，其中區段411對應於一個或多個存儲器分區。在特定實施方案中，區段411還可包括徑向子區段，諸如其中存儲器分區對應於角度範圍和徑向範圍兩者。存儲器分區可以是來自與某一範圍的角度或徑向距離相關聯的地層傳感器的數據的編譯。存儲器分區的角度範圍可來自可用360度的等分，並且存儲器分區的距離的徑向範圍可為任何合適的距離，並且可基於所使用的地層傳感器(例如，徑向範圍的傳感器)來確定。例如，可以有總計36個存儲器分區，其中來自與1和10之間的任何度數相關聯的地層傳感器的數據可以與第一存儲器分區相關聯，來自與11和20之間的任何度數相關聯的地層傳感器的數據可以與第二存儲器分區相關聯，等等。那些分區可進一步分成任何數量的徑向子區段，諸如分成兩個或三個徑向子區段，以用於進一步分解從地層傳感器接收的地層信息。

在一些實施方案中，可應用到分區的偏移，以便使某些分區的中心與0、90、180和270度軸對準。舉例來說，可應用具有20個存儲器分區的實施方案，每個存儲器分區包括18度的數據、9度的偏移量，以使得頂部分區的中心與上軸對齊。在一些實施方案中，可以平滑過渡而不是在分區之間的逐步過渡來顯示來自存儲器分區的數據。例如，可通過在數據中的相鄰測量點之間插值以確定數據環周圍的每個像素的值來顯示對比度的平滑梯度。類似地，在使用徑向分區(諸如在用於圖4c的可視化430的數據中)的情況下，也可以使用內插技術來確定和顯示用於徑向分區之間(例如，圖4c的環431之間)的區域的數據。在一些實施方案中，可以使用存儲器分區之間的內插來確定和顯示附加分區(超出存儲器中的那些分區)。分區之間的梯度過渡在本質上可以是徑向和/或有角度的，並且可以使用分區的中心角或中心點來啟動所定義的分區中心點之間的內插。

在某些實施方案中，可視化410可包括來自地層傳感器的數據中的最大值412和/或最小值413的指示。可存在多個最大值412或最小值413，其中一些在可視化410中具有指示符，並且其他沒有此類指示符。最大值412和最小值413可使用任何合適的方法來確定。例如，可以計算幅度對角位置的梯度，其中最大和最小位置是基於方差閾值確定的。在一些實施方案中，可視化410可包括實際或明顯的地層傾角414和/或傾斜方向的指示，所述地層傾角414和/或傾斜方向可基於高側參考點、所確定的最大值和/或最小值、和/或鑽孔勘測數據(諸如傾斜度和方位信息)來確定。

在特定實施方案中，從地層傳感器接收的數據的可視化(例如，可視化410)可以疊加在地層組成的可視化之上。地層組成的可視化可基於任何合適的數據(例如，勘測數據)，並且在某些實施方案中可至少部分地基於從鑽頭上的地層傳感器接收的數據。在某些實施方案中，地層組成可部分地基於在鑽探之前進行的勘測測量，並且部分地通過來自鑽頭上的地層傳感器的測量值。因此，可以周期性地更新在可視化中顯示的地層組成以反映由地層傳感器搜集的新信息。

圖4b示出從耦接到牙輪鑽頭(諸如圖3a的鑽頭310)的地層傳感器接收的數據的示例性可視化420，其疊加到所估計的地層組成的顯示上。可視化420包括鑽孔中的掃掠直徑(即，傳感器在鑽孔內旋轉的徑向距離)以及鑽孔外徑422的指示的圖示421。在某些實施方案中，來自牙輪上的地層傳感器的數據可以疊加在掃掠直徑圖示421上，如圖4b所示。可視化420中的地層的圖示還包括砂層450和頁巖層460的指示。圖4c示出從耦接到固定切割器鑽頭(諸如圖3b的鑽頭320)的地層傳感器接收的數據的示例性可視化，其疊加到所估計的地層組成的顯示上。如圖4b所示，可視化430中的地層的圖示包括砂450和頁巖層460的指示。可視化430還可包括指示固定切割器鑽頭的切割器的掃掠直徑的環431以及鑽孔外徑的指示432。在某些實施方案中，來自切割器上的地層傳感器的數據可以疊加在掃掠直徑圖示431上，如圖4c所示。在僅低速遙測可用的實施方案中，在可視化中顯示的簡檔可僅包括所確定的最大值和/或最小值(例如，通過極矢量)，而不是來自地層傳感器的整組數據。

使用來自地層傳感器的數據，鑽探操作者可能夠估計在鑽頭的表面前方或附近的地層性質。此外，來自地層傳感器的性質可指示鑽頭在地層邊界(諸如砂與頁巖之間的邊界)處或其附近。這些可以幫助操作者的轉向決策。在一些實施方案中，邊界確定可基於來自地層傳感器的閾值響應來確定。地層組成和邊界變化可以從地層傳感器測量值確定，並且可以與來自地層傳感器的數據一起顯示在可視化中。例如，如可視化410中所示，傳感器測量值包含在地層傾角414處的最大值412以及在距最大值90度處的最小值413。因此，可以估計在出現最大值412的位置處出現地層邊界，並且圖4b的可視化420和圖4c的可視化430分別可以顯示其中出現較高測量值的頁巖層460以及其中出現較低測量值的砂層450。當鑽探隨時間繼續時，來自地層傳感器的測量值可用於確定沿井筒的地層，並且如下文相對於圖5a-5c進一步討論的，可以二維或三維形式顯示給操作者。

本領域的普通技術人員將理解，可根據鑽探系統操作者的要求對可視化410、420和430的方面進行修改。例如，可以修改疊加在地層組成上的傳感器數據的透明度。作為另一個實例，操作者可能夠選擇在簡單傳感器掃掠視圖之間包括和不包括傳感器數據。

在不脫離本公開的範圍的情況下，可對圖4a-4c做出修改、添加或省略。例如，鑽孔直徑指示符422和432可分別從可視化420和430中排除。作為另一個實例，可以顯示地層傳感器測量值的極坐標圖而不是對比分區，或者所述極坐標圖可以覆蓋在對比分區數據上。

圖5a-5c示出根據本公開的實施方案的來自耦接到井下鑽探系統的鑽頭的徑向定向傳感器的數據隨時間的示例性可視化500。圖5a可以是示出在特定深度範圍上的地層傳感器數據的動畫，其可用於示出在指定深度範圍上的不同地層變化。此外，動畫可以示出鑽孔路徑如何相對於地層內的特定平面移動。動畫可包括窗口501，所述窗口501顯示地層傳感器信息502以及示出當前深度504的鑽探深度指示符503。隨著動畫進行(如圖5b所示)，窗口501的位置將沿著實際軌跡505(即，實際已被鑽探的位置)前進。動畫可包括在地層中鑽探的實際軌跡505(在窗口501的位置之前和/或之後)的指示以及在特定深度處直到當前鑽探深度507的當前轉向角506(以每英尺的角度測量)的指示。圖5b示出隨著地層傳感器數據的動畫進行，窗口501隨時間變化的幀。隨著動畫進行，當前鑽探深度指示符503可以改變，以指示與正在窗口501中顯示的信息相關聯的鑽探深度。

在特定實施方案中，窗口501可以疊加在所估計的地層組成之上，如圖5a所示。地層組成可基於一個或多個測量值(例如，勘測測量值)來確定，並且可以與地層傳感器數據一起顯示，如圖5a所示。在一些實施方案中，地層組成可至少部分地基於從耦接到鑽頭的地層傳感器接收的信息來確定。在某些實施方案中，地層組成可部分地基於在鑽探之前進行的勘測測量，並且部分地通過來自鑽頭上的地層傳感器的測量值。因此，可以周期性地更新在可視化500中顯示的地層組成以反映由地層傳感器搜集的新信息。

在可視化500中，還可以指示地層中鑽探的未來軌跡508(即，尚未鑽探的)連同未來轉向角509。在某些實施方案中，未來軌跡508和未來轉向角509可以使用地層內特定目標510的位置來確定。未來轉向角509可以被提供給自動轉向系統或鑽探系統的操作者，以用於使井筒朝向目標510轉向。隨著鑽探進行，可相應地更新和顯示所確定的未來軌跡508和未來轉向角509。在某些實施方案中，未來軌跡可能受到特定約束，諸如鑽探系統的轉向角的物理限制(例如，鑽探系統允許的最大彎曲度)的限制。

在某些實施方案中，當通過改變傳感器響應變得顯而易見時，可以修改地層中的邊界層的位置以調整層的厚度和/或起始點。例如，參考圖5b的幀1，可能顯而易見的是，基於來自所述區域中的先前井筒的地層信息，砂層不像最初在預期深度處確定(諸如通過勘測測量值)的頁巖那樣骯髒，因此可基於來自地層傳感器的響應來調整頁巖的邊界層以移動靠近傳感器，從而基於當前正鑽探井筒的深度來調整地層邊界的位置。這可以通過使地層位置相對於鑽孔、地層層厚度、地面位置或傾角或其任何組合偏移來完成。在某些實施方案中，耦接到鑽探系統或鑽頭的附加傳感器(例如，電阻率或聲學傳感器)可用於檢測床邊界距離，以幫助確定到地層邊界變化的距離。可以調整軟體中的設置以包括用於界定出現檢測到的地層邊界的位置的閾值。例如，在使用伽馬射線傳感器的實施方案中，高於100的伽馬射線計數可以指示頁巖邊界的開始或結束，這取決於傳感器的校準。此外，在一些實施方案中，來自地層傳感器的所測量值的梯度可用於確定到地層邊界的距離。如果諸如從先前的偏移測井數據理解了地層區的梯度，則通過測量傳感器值的變化率，可以推斷到地層邊界的距離。

在一些實施方案中，可視化500可以是三維可視化。圖5c示出可視化500的示例性三維顯示，其中鑽孔疊加在三維鑽探路徑540上，而巖石層表面示出鑽孔相對於巖石表面平面550所遵循的選定深度間隔上的路徑。隨著可視化進行，巖面表面平面550的組成可隨著地層隨深度的變化而改變。巖石表面平面550可以保持固定到鑽孔平面的橫向軸，或者可以是固定到特定方向的橫向軸。在特定實施方案中，可以圍繞不同軸來操縱可視化，以從各種視角觀察所述可視化。因此，可以在三維可視化中顯示軸指示符560以幫助理解正在顯示的特定透視圖。另外，巖石表面平面550的厚度可以修改。例如，圖5c所示的相對薄的透視圖可以被加厚，以使得巖石變得更像一定體積的巖石，其中各層520和530以三維顯示。所述體積可具有可變的半透明性，以允許操作者更好地觀察體積的內部部分。

在某些實施方案中，鑽頭前方的景深(鑽頭前方的地層傳感器的測量深度或此類數據的可視化)可以由鑽探系統的操作者進行調整。可以從地層傳感器的各種調查深度中選擇景深。在一些實施方案中，調查深度可以選擇為到檢測到的或預期的地層床邊界的距離。

本領域的普通技術人員將理解，可根據鑽探系統操作者的要求對可視化500的方面進行修改。例如，可以修改疊加在地層組成上的傳感器數據的透明度。作為另一個實例，操作者可能夠選擇在簡單傳感器掃掠視圖之間包括和不包括傳感器數據。作為又一個實例，操作者可能夠根據需要使動畫暫停、倒回、快進或以其他方式操縱動畫。作為又一個實例，操作者可能夠放大或縮小動畫。

在不脫離本公開的範圍的情況下，可對圖5a-5c做出修改、添加或省略。例如，顯示在可視化500中的地層組成可基於來自耦接到鑽探系統的傳感器的讀數周期性地改變。作為另一個實例，雖然在可視化500中使用離散分區示出，但是可以使用平滑梯度(例如，從插值)、使用地層傳感器數據的極坐標圖、或者僅使用最大值和/或最小值矢量來示出地層傳感器數據。

圖6示出根據本公開的實施方案的用於收集和可視化來自耦接到井下鑽探系統的鑽頭的徑向定向地層傳感器的數據的示例性方法600。所述方法開始於步驟610，其中從鑽頭上的徑向定向地層傳感器接收地層信息。徑向定向的地層傳感器可以是任何合適類型的傳感器，諸如伽馬射線傳感器或天線。地層傳感器可以耦接到牙輪鑽頭的牙輪或固定切割器鑽頭的切割器，或者可以在鑽柱中的上遊。地層信息可包括關於地層的任何合適的信息，諸如伽馬射線輻射、電阻率、聲學噪聲(諸如地層中的應力波速)、磁共振成像、密度、孔隙率、巖石的機械性質(諸如抗壓強度或楊氏模量)、巖石應力方向、來自附近人造結構(諸如用於井筒測距以檢測損失的鑽柱的結構)的磁場或電場、或目標井筒。地層信息可以與鑽頭前方的任何深度相關聯，諸如緊接在鑽頭前方或在鑽頭前方5米。在步驟620，從鑽頭上的定向傳感器接收角度信息。所接收的角度信息可包括鑽頭上的每個地層傳感器的角度信息，並且可具體地與特定地層傳感器相關聯。

在步驟630，地層信息和角度信息被編譯到存儲器分區中。這可通過任何合適的手段來完成，並且可取決於所使用的地層傳感器的類型。例如，可以在特定角度範圍內收集伽馬射線計數並對其進行求和(例如，在鑽頭旋轉的第一10度上計數的100個伽馬射線和在鑽頭旋轉的第二10度上計數的80個伽馬射線)。然而，也可以用其他類型的地層傳感器來執行分區(例如，以節省存儲器空間)。例如，傳感器讀數可以是包括幅度分量和角分量的矢量，諸如(100,3.2°)、(70,8.1°)和(20,15.5°)。使用5度的分區(即，總計72個分區)，每個測量值將被放入單獨的分區(即，1-5度的一個分區、6-10度的一個分區以及11-15度的一個分區)。然而，使用10度的分區(即，總計36個分區)，前兩個測量值將被一起分區到1-10度的分區中。為了將兩個或更多個測量值一起放入同一個分區，可使用任何技術。例如，可使用兩個測量值的平均值。作為另一個實例，可基於角度測量從分區的中心的位移來使用測量值的加權平均值。分區可用於任何合適的角度範圍，並且可取決於應用或存儲器限制。例如，在需要準確度和/或存儲器不受限制的情況下，可以使用360個分區，每個分區包括針對一個角度的數據。作為另一個實例，在存儲器受限制和/或不需要更好的準確度的情況下，可以使用20個分區，每個分區包括針對18個角度的數據。

在步驟640，生成存儲在存儲器分區中的數據的可視化。所述可視化可以是用於傳達存儲器分區中的數據的任何合適的可視化。所述可視化可包括例如關於其相關聯的角度信息示出地層傳感器測量值的數據。這可通過使用圓形顯示中的對比分區、極坐標圖和/或指示測量值的最大值和/或最小值的矢量來傳達。可視化可以是兩維或三維的，並且可以看起來像圖4-5中所示的任何可視化。例如，可視化可包括鑽探深度、井筒軌跡和/或轉向角度的指示。可視化可能夠由操作者觀察可視化或以其他方式與可視化交互來操縱。可基於新接收的信息，諸如分別來自地層傳感器和定向傳感器的新地層信息和角度信息來周期性地更新可視化。

在不脫離本公開的範圍的情況下，可對方法700做出修改、增加或省略。例如，可以不同於所描述的方式執行步驟的次序，並且可同時執行一些步驟。另外，每個單獨步驟可在不脫離本公開的範圍的情況下包括附加步驟。

為了提供本公開的一個或多個實施方案的圖示，提供以下實例。在一個實施方案中，一種系統包括處理器、存儲器和數據分析模塊。所述數據分析模塊可操作來：從耦接到井下鑽探系統的多個地層傳感器中的每一個接收地層信息，所述地層信息與所述井下鑽探系統前方一定深度處的地層的一個或多個性質相關聯；從耦接到所述井下鑽探系統的一個或多個定向傳感器接收角度信息，所述角度信息與所述地層信息相關聯；基於所述地層信息和所述角度信息編譯傳感器數據；以及基於所述傳感器數據生成可視化。

在所公開的系統的一個或多個方面中，編譯傳感器數據包括基於角度信息將傳感器數據存儲到存儲器分區中。

在所公開的系統的一個或多個方面中，數據分析模塊進一步可操作來從所述一個或多個定向傳感器接收徑向信息，所述徑向信息與地層信息相關聯。在所公開的系統的一個或多個方面中，編譯傳感器數據進一步基於徑向信息。在所公開的系統的一個或多個方面中，編譯傳感器數據包括基於徑向信息和角度信息將傳感器數據存儲到存儲器分區中。

在所公開的系統的一個或多個方面中，數據分析模塊進一步可操作來基於傳感器數據確定地層組成信息。在所公開的系統的一個或多個方面中，地層組成信息進一步基於勘測測量數據。在所公開的系統的一個或多個方面中，可視化包括地層組成信息的指示。

在所公開的系統的一個或多個方面中，編譯地層信息包括內插傳感器數據。

在所公開的系統的一個或多個方面中，基於傳感器數據生成可視化包括通過內插傳感器數據來生成平滑梯度。

在所公開的系統的一個或多個方面中，地層傳感器是伽馬射線傳感器，並且編譯傳感器數據包括在角度範圍內對由伽馬射線傳感器檢測到的伽馬射線進行計數。

在所公開的系統的一個或多個方面中，地層傳感器是天線，並且編譯傳感器數據包括對在角度範圍內接收的地層信息的量值進行平均。

在所公開的系統的一個或多個方面中，地層傳感器徑向地定向在井下鑽探系統的鑽頭上。

在所公開的系統的一個或多個方面中，鑽頭是牙輪鑽頭，並且地層傳感器設置在牙輪鑽頭的牙輪內。

在所公開的系統的一個或多個方面中，鑽頭是固定切割器鑽頭，並且地層傳感器設置在固定切割器鑽頭的切割器內。

在所公開的系統的一個或多個方面中，鑽頭是包括固定切割器和牙輪結構的混合鑽頭，並且地層傳感器設置在固定切割器、鑽頭的主體、牙輪結構的臂或牙輪結構中的至少一個內。

在所公開的系統的一個或多個方面中，地層傳感器居中定位在井下鑽探系統的鑽頭上並且可操作來徑向地感測地層信息。

在所公開的系統的一個或多個方面中，數據分析模塊可操作來選擇井下鑽探系統前方的深度。

在所公開的系統的一個或多個方面中，地層信息包括與緊接在鑽頭前方的地層的一個或多個性質相關聯的信息。

在所公開的系統的一個或多個方面中，可視化包括井筒的過去軌跡的指示。在所公開的系統的一個或多個方面中，過去軌跡包括過去的轉向角。

在所公開的系統的一個或多個方面中，數據分析模塊可操作來使用地層中的目標位置確定井筒的未來軌跡，並且可視化包括井筒的未來軌跡的指示。在所公開的系統的一個或多個方面中，未來軌跡包括未來轉向角。

在所公開的系統的一個或多個方面中，可視化包括與正被可視化的傳感器數據相關聯的深度的指示。

在所公開的系統的一個或多個方面中，可視化包括鑽孔直徑和傳感器掃掠直徑。

在所公開的系統的一個或多個方面中，可視化包括傳感器數據隨時間的動畫。

在所公開的系統的一個或多個方面中，數據分析模塊可操作來基於來自鑽探系統的操作者的輸入修改可視化的一個或多個方面。

在所公開的系統的一個或多個方面中，可視化是二維的。

在所公開的系統的一個或多個方面中，可視化是三維的。

在所公開的系統的一個或多個方面中，數據分析模塊進一步可操作來周期性地更新可視化。

在另一個實施方案中，一種方法包括：從耦接到井下鑽探系統的多個地層傳感器中的每一個接收地層信息，所述地層信息與在井下鑽探系統前方一定深度處的地層的一個或多個性質相關聯；從耦接到所述井下鑽探系統的一個或多個定向傳感器接收角度信息，所述角度信息與所述地層信息相關聯；基於所述地層信息和所述角度信息編譯傳感器數據；以及基於所述傳感器數據生成可視化。

在所公開的方法的一個或多個方面中，編譯傳感器數據包括基於角度信息將傳感器數據存儲到存儲器分區中。

在所公開的方法的一個或多個方面中，所述方法還包括從所述一個或多個定向傳感器接收徑向信息，所述徑向信息與地層信息相關聯。在所公開的方法的一個或多個方面中，編譯傳感器數據進一步基於徑向信息。在所公開的方法的一個或多個方面中，編譯傳感器數據包括基於徑向信息和角度信息將傳感器數據存儲到存儲器分區中。

在所公開的方法的一個或多個方面中，所述方法還包括基於傳感器數據確定地層組成信息。在所公開的方法的一個或多個方面中，地層組成信息進一步基於勘測測量數據。在所公開的方法的一個或多個方面中，可視化包括地層組成信息的指示。

在所公開的方法的一個或多個方面中，編譯地層信息包括內插傳感器數據。

在所公開的方法的一個或多個方面中，基於傳感器數據生成可視化包括通過內插傳感器數據來生成平滑梯度。

在所公開的方法的一個或多個方面中，地層傳感器是伽馬射線傳感器，並且編譯傳感器數據包括在角度範圍內對由伽馬射線傳感器檢測到的伽馬射線進行計數。

在所公開的方法的一個或多個方面中，地層傳感器是天線，並且編譯傳感器數據包括對在角度範圍內接收的地層信息的量值進行平均。

在所公開的方法的一個或多個方面中，地層傳感器徑向地定向在井下鑽探系統的鑽頭上。

在所公開的方法的一個或多個方面中，鑽頭是牙輪鑽頭，並且地層傳感器設置在牙輪鑽頭的牙輪內。

在所公開的方法的一個或多個方面中，鑽頭是固定切割器鑽頭，並且地層傳感器設置在固定切割器鑽頭的切割器內。

在所公開的方法的一個或多個方面中，鑽頭是包括固定切割器和牙輪結構的混合鑽頭，並且地層傳感器設置在固定切割器、鑽頭的主體、牙輪結構的臂或牙輪結構中的至少一個內。

在所公開的方法的一個或多個方面中，地層傳感器居中定位在井下鑽探系統的鑽頭上並且可操作來徑向地感測地層信息。

在所公開的方法的一個或多個方面中，所述方法還包括選擇井下鑽探系統前方的深度。

在所公開的方法的一個或多個方面中，地層信息包括與緊接在鑽頭前方的地層的一個或多個性質相關聯的信息。

在所公開的方法的一個或多個方面中，可視化包括井筒的過去軌跡的指示。在所公開的方法的一個或多個方面中，過去軌跡包括過去的轉向角。

在所公開的方法的一個或多個方面中，所述方法還包括使用地層中的目標位置確定井筒的未來軌跡，並且可視化包括井筒的未來軌跡的指示。在所公開的方法的一個或多個方面中，未來軌跡包括未來轉向角。

在所公開的方法的一個或多個方面中，可視化包括與正被可視化的傳感器數據相關聯的深度的指示。

在所公開的方法的一個或多個方面中，可視化包括鑽孔直徑和傳感器掃掠直徑。

在所公開的方法的一個或多個方面中，可視化包括傳感器數據隨時間的動畫。

在所公開的方法的一個或多個方面中，所述方法還包括基於來自鑽探系統的操作者的輸入來修改可視化的一個或多個方面。

在所公開的方法的一個或多個方面中，可視化是二維的。

在所公開的方法的一個或多個方面中，可視化是三維的。

在所公開的方法的一個或多個方面中，所述方法還包括周期性地更新可視化。

在另一個實施方案中，一種計算機可讀介質包括指令，所述指令在由處理器執行時，致使所述處理器進行以下操作：從耦接到井下鑽探系統的多個地層傳感器中的每一個接收地層信息，所述地層信息與在井下鑽探系統前方一定深度處的地層的一個或多個性質相關聯；從耦接到井下鑽探系統的一個或多個定向傳感器接收角度信息，所述角度信息與所述地層信息相關聯；基於所述地層信息和所述角度信息編譯傳感器數據；以及基於所述傳感器數據生成可視化。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，編譯傳感器數據包括基於角度信息將傳感器數據存儲到存儲器分區中。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，所述介質還包括指令，所述指令在被執行時致使處理器從所述一個或多個定向傳感器接收徑向信息，所述徑向信息與地層信息相關聯。在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，編譯傳感器數據進一步基於徑向信息。在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，編譯傳感器數據包括基於徑向信息和角度信息將傳感器數據存儲到存儲器分區中。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，所述介質還包括指令，所述指令在被執行時致使處理器基於傳感器數據確定地層組成信息。在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，地層組成信息進一步基於勘測測量數據。在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，可視化包括地層組成信息的指示。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，編譯地層信息包括內插傳感器數據。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，基於傳感器數據生成可視化包括通過內插傳感器數據來生成平滑梯度。

在公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，地層傳感器是伽馬射線傳感器，並且編譯傳感器數據包括在角度範圍內對由伽馬射線傳感器檢測到的伽馬射線進行計數。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，地層傳感器是天線，並且編譯傳感器數據包括對在角度範圍內接收的地層信息的量值進行平均。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，地層傳感器徑向地定向在井下鑽探系統的鑽頭上。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，鑽頭是牙輪鑽頭，並且地層傳感器設置在牙輪鑽頭的牙輪內。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，鑽頭是固定切割器鑽頭，並且地層傳感器設置在固定切割器鑽頭的切割器內。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，鑽頭是包括固定切割器和牙輪結構的混合鑽頭，並且地層傳感器設置在固定切割器、鑽頭的主體、牙輪結構的臂或牙輪結構中的至少一個內。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，地層傳感器居中定位在井下鑽探系統的鑽頭上並且可操作來徑向地感測地層信息。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，所述介質還包括指令，所述指令在被執行時致使處理器選擇井下鑽探系統前方的深度。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，地層信息包括與緊接在鑽頭前方的地層的一個或多個性質相關聯的信息。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，可視化包括井筒的過去軌跡的指示。在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，過去軌跡包括過去的轉向角。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，所述介質還包括指令，所述指令在被執行時致使處理器使用地層中的目標位置確定井筒的未來軌跡，並且可視化包括井筒的未來軌跡的指示。在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，未來軌跡包括未來轉向角。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，可視化包括與正被可視化的傳感器數據相關聯的深度的指示。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，可視化包括鑽孔直徑和傳感器掃掠直徑。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，可視化包括傳感器數據隨時間的動畫。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，所述介質還包括指令，所述指令在被執行時致使處理器基於來自鑽探系統的操作者的輸入來修改可視化的一個或多個方面。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，其中可視化是二維的。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，其中可視化是三維的。

在所公開的計算機可讀介質的一個或多個方面中，所述介質還包括指令，所述指令在被執行時致使處理器周期性地更新可視化。

本文已經描述本公開的說明性實施方案。為清晰起見，並非實際實現方式的所有特徵都在本說明書中進行描述。當然應理解的是，在任何這種實施方案的開發中，可做出許多實現特定的決定以獲得特定的實現目標，這些目標可因不同的實現而不同。此外，應理解的是，這種開發努力可能是複雜的且耗時的，但是仍將是受益於本公開的本領域一般技術人員的常規任務。

應理解的是，如本文所使用的術語「耦接」旨在意指間接或直接連接。因此，如果第一裝置耦接到第二裝置，所述連接可以是通過直接連接或通過藉由其他裝置和連接進行的間接電連接或機械連接。還應理解，術語「鑽探設備」和「鑽探系統」不旨在限制使用這些術語描述的設備和方法來鑽探油井。所述術語也將被理解為包括通常的鑽探天然氣井或碳氫化合物井。此外，此類井可用於與從地下採收碳氫化合物或其他材料相關的生產、監測或注入。這還可包括旨在提供熱能源而不是碳氫化合物的地熱井。

為了便於更好地理解本公開，給出了某些實施方案的實例。所述實例決不應被理解為限制或限定本公開的範圍。本公開的實施方案可適用於任何類型地下地層中的水平、垂直、偏斜、多邊、u形管連接、交叉、繞開(鑽探被卡住的落物周圍並且返回井筒以下)或其他非線性井筒。某些實施方案可適用於例如記錄利用鋼纜、鋼絲獲取的數據以及在隨鑽測井/隨鑽測量(lwd/mwd)時進行記錄。某些實施方案可適用於海底和/或深海井筒。上文關於一個實現方式描述的實施方案不旨在具有限制性。

因此，本公開非常適合於達到所提及的目的和優勢以及自身固有的目的和優勢。上文所公開的具體實施方案僅僅是說明性的，因為本公開可以以對受益於本文教義的本領域技術人員來說顯而易見的不同但等效的方式進行修改和實踐。此外，並不意圖對本文示出的構造或設計的細節存在限制，而所附權利要求書中描述的除外。因此，明顯的是，上文公開的特定說明性實施方案可加以改變或修改，並且所有這些變化都視為處於本公開的範圍和精神內。另外，除非專利權人另外明確並清楚地定義，否則權利要求書中的術語具有其平常、普通的含義。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種用於可視化來自前瞻性傳感器的數據的系統，其包括：

處理器；

存儲器；以及

數據分析模塊；所述數據分析模塊可操作來：

從耦接到井下鑽探系統的多個地層傳感器中的每一個接收地層信息，所述地層信息與在所述井下鑽探系統前方一定深度處的地層的一個或多個性質相關聯；

從耦接到所述井下鑽探系統的一個或多個定向傳感器接收角度信息，所述角度信息與所述地層信息相關聯；

基於所述地層信息和所述角度信息編譯傳感器數據；以及

基於所述傳感器數據生成可視化。

2.如權利要求1所述的系統，其中編譯所述傳感器數據包括基於所述角度信息將所述傳感器數據存儲到存儲器分區中。

3.如權利要求1所述的系統，其中所述數據分析模塊進一步可操作來從所述一個或多個定向傳感器接收徑向信息，所述徑向信息與所述地層信息相關聯。

4.如權利要求3所述的系統，其中編譯所述傳感器數據進一步基於所述徑向信息。

5.如權利要求4所述的系統，其中編譯所述傳感器數據包括基於所述徑向信息和所述角度信息將所述傳感器數據存儲到存儲器分區中。

6.如權利要求1所述的系統，其中所述數據分析模塊進一步可操作來基於所述傳感器數據確定地層組成信息。

7.如權利要求6所述的系統，其中所述地層組成信息進一步基於勘測測量數據。

8.如權利要求6所述的系統，其中所述可視化包括所述地層組成信息的指示。

9.如權利要求1所述的系統，其中編譯所述地層信息包括內插傳感器數據。

10.如權利要求1所述的系統，其中基於所述傳感器數據生成所述可視化包括通過內插所述傳感器數據來生成平滑梯度。

11.如權利要求1所述的系統，其中所述地層傳感器是伽馬射線傳感器，並且編譯所述傳感器數據包括在角度範圍內對由所述伽馬射線傳感器檢測到的伽馬射線進行計數。

12.如權利要求1所述的系統，其中所述地層傳感器是天線，並且編譯所述傳感器數據包括對在角度範圍內接收的地層信息的量值進行平均。

13.如權利要求1所述的系統，其中所述地層傳感器徑向地定向在所述井下鑽探系統的鑽頭上。

14.如權利要求13所述的系統，其中所述鑽頭是牙輪鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述牙輪鑽頭的牙輪內。

15.如權利要求13所述的系統，其中所述鑽頭是固定切割器鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述固定切割器鑽頭的切割器內。

16.如權利要求13所述的系統，其中所述鑽頭是包括固定切割器和牙輪結構的混合鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述固定切割器、所述鑽頭的主體、所述牙輪結構的臂或所述牙輪結構中的至少一個內。

17.如權利要求1所述的系統，其中所述地層傳感器居中定位在所述井下鑽探系統的鑽頭上並且可操作來徑向地感測所述地層信息。

18.如權利要求1所述的系統，其中所述數據分析模塊可操作來選擇所述井下鑽探系統前方的深度。

19.如權利要求1所述的系統，其中所述地層信息包括與緊接在所述井下鑽探系統的鑽頭前方的地層的一個或多個性質相關聯的信息。

20.如權利要求1所述的系統，其中所述可視化包括井筒的過去軌跡的指示。

21.如權利要求20所述的系統，其中所述過去軌跡包括過去的轉向角。

22.如權利要求1所述的系統，其中所述數據分析模塊可操作來使用所述地層中的目標位置確定所述井筒的未來軌跡，並且所述可視化包括所述井筒的所述未來軌跡的指示。

23.如權利要求22所述的系統，其中所述未來軌跡包括未來轉向角。

24.如權利要求1所述的系統，其中所述可視化包括與正被可視化的傳感器數據相關聯的深度的指示。

25.如權利要求1所述的系統，其中所述可視化包括鑽孔直徑和傳感器掃掠直徑。

26.如權利要求1-25中任一項所述的系統，其中所述可視化包括所述傳感器數據隨時間的動畫。

27.如權利要求1-25中任一項所述的系統，其中所述數據分析模塊可操作來基於來自所述鑽探系統的操作者的輸入修改所述可視化的一個或多個方面。

28.如權利要求1-25中任一項所述的系統，其中所述可視化是二維的。

29.如權利要求1-25中任一項所述的系統，其中所述可視化是三維的。

30.如權利要求1-25中任一項所述的系統，其中所述數據分析模塊進一步可操作來周期性地更新所述可視化。

31.一種用於可視化來自前瞻性傳感器的數據的方法，其包括：

從耦接到井下鑽探系統的多個地層傳感器中的每一個接收地層信息，所述地層信息與在所述井下鑽探系統前方一定深度處的地層的一個或多個性質相關聯；

從耦接到所述井下鑽探系統的一個或多個定向傳感器接收角度信息，所述角度信息與所述地層信息相關聯；

基於所述地層信息和所述角度信息編譯傳感器數據；以及

基於所述傳感器數據生成可視化。

32.如權利要求31所述的方法，其中編譯所述傳感器數據包括基於所述角度信息將所述傳感器數據存儲到存儲器分區中。

33.如權利要求31所述的方法，其還包括從所述一個或多個定向傳感器接收徑向信息，所述徑向信息與所述地層信息相關聯。

34.如權利要求33所述的方法，其中編譯所述傳感器數據進一步基於所述徑向信息。

35.如權利要求34所述的方法，其中編譯所述傳感器數據包括基於所述徑向信息和所述角度信息將所述傳感器數據存儲到存儲器分區中。

36.如權利要求31所述的方法，其還包括基於所述傳感器數據確定地層組成信息。

37.如權利要求36所述的方法，其中所述地層組成信息進一步基於勘測測量數據。

38.如權利要求36所述的方法，其中所述可視化包括所述地層組成信息的指示。

39.如權利要求31所述的方法，其中編譯所述地層信息包括內插傳感器數據。

40.如權利要求31所述的方法，其中基於所述傳感器數據生成所述可視化包括通過內插所述傳感器數據來生成平滑梯度。

41.如權利要求31所述的方法，其中所述地層傳感器是伽馬射線傳感器，並且編譯所述傳感器數據包括在角度範圍內對由所述伽馬射線傳感器檢測到的伽馬射線進行計數。

42.如權利要求31所述的方法，其中所述地層傳感器是天線，並且編譯所述傳感器數據包括對在角度範圍內接收的地層信息的量值進行平均。

43.如權利要求31所述的方法，其中所述地層傳感器徑向地定向在所述井下鑽探系統的鑽頭上。

44.如權利要求43所述的方法，其中所述鑽頭是牙輪鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述牙輪鑽頭的牙輪內。

45.如權利要求43所述的方法，其中所述鑽頭是固定切割器鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述固定切割器鑽頭的切割器內。

46.如權利要求43所述的方法，其中所述鑽頭是包括固定切割器和牙輪結構的混合鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述固定切割器、所述鑽頭的主體、所述牙輪結構的臂或所述牙輪結構中的至少一個內。

47.如權利要求31所述的方法，其中所述地層傳感器居中定位在所述井下鑽探系統的鑽頭上並且可操作來徑向地感測所述地層信息。

48.如權利要求31所述的方法，其還包括選擇所述井下鑽探系統前方的深度。

49.如權利要求31所述的方法，其中所述地層信息包括與緊接在所述井下鑽探系統的鑽頭前方的地層的一個或多個性質相關聯的信息。

50.如權利要求31所述的方法，其中所述可視化包括所述井筒的過去軌跡的指示。

51.如權利要求50所述的方法，其中所述過去軌跡包括過去的轉向角。

52.如權利要求31所述的方法，其還包括使用所述地層中的目標位置確定所述井筒的未來軌跡，並且所述可視化包括所述井筒的所述未來軌跡的指示。

53.如權利要求52所述的方法，其中所述未來軌跡包括未來轉向角。

54.如權利要求31所述的方法，其中所述可視化包括與正被可視化的傳感器數據相關聯的深度的指示。

55.如權利要求31所述的方法，其中所述可視化包括鑽孔直徑和傳感器掃掠直徑。

56.如權利要求31-55中任一項所述的方法，其中所述可視化包括所述傳感器數據隨時間的動畫。

57.如權利要求31-55中任一項所述的方法，其還包括基於來自所述鑽探系統的操作者的輸入修改所述可視化的一個或多個方面。

58.如權利要求31-55中任一項所述的方法，其中所述可視化是二維的。

59.如權利要求31-55中任一項所述的方法，其中所述可視化是三維的。

60.如權利要求31-55中任一項所述的方法，其還包括周期性地更新所述可視化。

61.一種包括指令的計算機可讀介質，所述指令在由處理器執行時，致使所述處理器進行以下操作：

從耦接到井下鑽探系統的多個地層傳感器中的每一個接收地層信息，所述地層信息與在所述井下鑽探系統前方一定深度處的地層的一個或多個性質相關聯；

從耦接到所述井下鑽探系統的一個或多個定向傳感器接收角度信息，所述角度信息與所述地層信息相關聯；

基於所述地層信息和所述角度信息編譯傳感器數據；以及

基於所述傳感器數據生成可視化。

62.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中編譯所述傳感器數據包括基於所述角度信息將所述傳感器數據存儲到存儲器分區中。

63.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其還包括指令，所述指令在被執行時致使所述處理器從所述一個或多個定向傳感器接收徑向信息，所述徑向信息與所述地層信息相關聯。

64.如權利要求63所述的計算機可讀介質，其中編譯所述傳感器數據進一步基於所述徑向信息。

65.如權利要求64所述的計算機可讀介質，其中編譯所述傳感器數據包括基於所述徑向信息和所述角度信息將所述傳感器數據存儲到存儲器分區中。

66.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其還包括指令，所述指令在被執行時致使所述處理器基於所述傳感器數據確定地層組成信息。

67.如權利要求66所述的計算機可讀介質，其中所述地層組成信息進一步基於勘測測量數據。

68.如權利要求66所述的計算機可讀介質，其中所述可視化包括所述地層組成信息的指示。

69.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中編譯所述地層信息包括內插傳感器數據。

70.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中基於所述傳感器數據生成所述可視化包括通過內插所述傳感器數據來生成平滑梯度。

71.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述地層傳感器是伽馬射線傳感器，並且編譯所述傳感器數據包括在角度範圍內對由所述伽馬射線傳感器檢測到的伽馬射線進行計數。

72.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述地層傳感器是天線，並且編譯所述傳感器數據包括對在角度範圍內接收的地層信息的量值進行平均。

73.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述地層傳感器徑向地定向在所述井下鑽探系統的鑽頭上。

74.如權利要求73所述的計算機可讀介質，其中所述鑽頭是牙輪鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述牙輪鑽頭的牙輪內。

75.如權利要求73所述的計算機可讀介質，其中所述鑽頭是固定切割器鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述固定切割器鑽頭的切割器內。

76.如權利要求73所述的計算機可讀介質，其中所述鑽頭是包括固定切割器和牙輪結構的混合鑽頭，並且所述地層傳感器設置在所述固定切割器、所述鑽頭的主體、所述牙輪結構的臂或所述牙輪結構中的至少一個內。

77.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述地層傳感器居中定位在所述井下鑽探系統的鑽頭上並且可操作來徑向地感測所述地層信息。

78.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其還包括指令，所述指令在被執行時致使所述處理器選擇所述井下鑽探系統前方的深度。

79.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述地層信息包括與緊接在所述井下鑽探系統的鑽頭前方的地層的一個或多個性質相關聯的信息。

80.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述可視化包括所述井筒的過去軌跡的指示。

81.如權利要求80所述的計算機可讀介質，其中所述過去軌跡包括過去的轉向角。

82.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其還包括指令，所述指令在被執行時致使所述處理器使用所述地層中的目標位置確定所述井筒的未來軌跡，並且所述可視化包括所述井筒的所述未來軌跡的指示。

83.如權利要求82所述的計算機可讀介質，其中所述未來軌跡包括未來轉向角。

84.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述可視化包括與正被可視化的傳感器數據相關聯的深度的指示。

85.如權利要求61所述的計算機可讀介質，其中所述可視化包括鑽孔直徑和傳感器掃掠直徑。

86.如權利要求61-85中任一項所述的計算機可讀介質，其中所述可視化包括所述傳感器數據隨時間的動畫。

87.如權利要求61-85中任一項所述的計算機可讀介質，其還包括指令，所述指令在被執行時致使所述處理器基於來自所述鑽探系統的操作者的輸入修改所述可視化的一個或多個方面。

88.如權利要求61-85中任一項所述的計算機可讀介質，其中所述可視化是二維的。

89.如權利要求61-85中任一項所述的計算機可讀介質，其中所述可視化是三維的。

90.如權利要求61-85中任一項所述的計算機可讀介質，其還包括指令，所述指令在被執行時致使所述處理器周期性地更新所述可視化。

說明或聲明(按照條約第19條的修改)

尊敬的審查員：

按照專利合作條約19條，申請人修改了權利要求14-16、19、44-46、49、74-76和79(具體請參見修改對照頁)。

此次修改的引用基礎為：

1.基於國際檢索機構的書面意見修改權利要求14-16的引用關係，該修改的引用基礎至少可以在所提交說明書的段[0014]和[0020]中找到；

2.保持權利要求19的引用關係並對其內容作出修改，該修改的引用基礎至少可以在所提交說明書的段[0026]、[0028]和[0045]中找到；

3.基於國際檢索機構的書面意見修改權利要求44-46的引用關係，該修改的引用基礎至少可以在所提交說明書的段[0014]和[0020]中找到；

4.保持權利要求49的引用關係並對其內容作出修改，該修改的引用基礎至少可以在所提交說明書的段[0026]、[0028]和[0045]中找到；

5.基於國際檢索機構的書面意見修改權利要求74-76的引用關係，該修改的引用基礎至少可以在所提交說明書的段[0014]和[0020]中找到；

6.保持權利要求79的引用關係並對其內容作出修改，該修改的引用基礎至少可以在所提交說明書的段[0026]、[0028]和[0045]中找到。

為此，附上新的權利要求書(共10頁)及修改對照頁(共10頁)。

此致

敬禮！

隆天智慧財產權代理有限公司

2017年5月2日