自動調整nmr脈衝序列以基於實時分析優化snr的製作方法

2023-10-31 05:40:17 2

專利名稱：自動調整nmr脈衝序列以基於實時分析優化snr的製作方法
技術領域：
"-feM兌，本發明涉及使用油田鑽孔工具tt測井的方法，更^^地說， 基於獲得數據的質量^M/地層，動態調整測井i^和獲得WL
背景技術：
通常使用通過諸如電纜、電線、滑線(slickline )、鑽杆或撓性管的控制管 攬傳送到鑽孔內的電子測量工具，勘測油井或氣井來測定一個或多個地質、巖 石物理、；l)W^理以及井產量的特性("重要^lt")。適合^ftit種勘測的工具 通常被稱為^#工具。這些工具使用電能、聲波能、核能和/或磁能^L^力 鑽孔內的地層和流體，並測量M和流體的響應。由井下工具完成的該測量傳 送回地面。在許多情況下，需要多次^^沐測井，來收集必需的數據。itW卜， 測井速度通常是預定的定值。
為了減少電纜測井所需鑽井時間量，"^L實行在一次操怍中運行多個傳感 器。來自Baker Atlas公司的FOCUS 是適#本發明^^^^1的棵井測井系 統。結合先進的井下傳感別支術，所有的井下工具&皮重^i殳計為妙、更輕、 更可靠的測井工具，f化更高的測井逸復下，以和工業中最高質量的傳感器相 同的精度和準確性提^^H^則量信息。測井ii;lii^^t^iti且^四元 組合測井工具管柱的逸變的兩倍。3600ft/hr(1080m/min)是可能的。測 井系統可包括四種標準的主，井測量(電阻率，密度，中子，聲波)以及輔 助的服務。
測井測量的^率和準確性由測量的類型和被測地層的類型決定。測量可 以是才 地層類型定製的。例如，發明人為Coates等人的US5^309，098公開了 一種方法^i殳備，各種時間窗口回聲記錄系統用於為NMR測量獲^f言號質量 和測井i4;變的重要^ii。進行初始測試iltR供樣本的站豫質量的評估。若測試 顯示該樣本是lt弛豫巖石，那麼分配所有時間來測量回聲。然而，若測試顯示 樣本是'fefeii^變巖石，那麼減少回聲獲取時間窗口。由於系統肯t^特定的被測地質結構中通過優^f個樣本區間最大化測量數量，因ilk^供了更高的效率。
現有技術的方法已擬目同測井逸變下進行測井。固定測井i^t用於 全郎測井區間。it^然違背了邏輯，由於儲層區間只形成^p地質斷面的小部 分，只在儲存區間內需要以高緒率獲##確和準確的測量；在非儲存區間內， 高精>1和準確性^:不是必需的。
Ul了J賄技術的^(誠率的鑽孑L測井方法^i殳^lf是值得要的。這樣的發 明應^^kit應多種測井工具。本發明滿足了該需求。

發明內容
本發明的一個實施例是一種員層中鑽孔內實施測井操作的方法。 一種專 家系統用於分析由FE傳感器進行的測量。測井Wt4於該分析改變。所述傳 感器可包括電阻傳感器，自然伽馬射線傳感器，孔隙辨感器，密度傳感器， 核磁共振傳感器和/或聲波傳感器。^^]如電糹M;滑線的^riil^置。改變的測井 !^:可以是測井iiJL jH^卜，可以改變用於NMR信號獲得的等待時間和/或 NMR信號獲得所需要的回聲數量。改變的信號可基於旋轉他豫時間的確定和/
或M界面的鑑定。
本發明的另一實施例是一種4^中鑽孔內實施測井,的設備。該設備
包括至少一個M斧階(FE)傳感器。專家系統分析由該FE傳感器進行的測 量，並且處理器基於所述分析改變測井M。至少一個處理器和專家系統可在 井下就位。FE傳感器可包括電阻傳感器，自然伽馬射線傳感器，孔隙#感器，
密度傳感器，核磁共振傳感器和/或聲波傳感器。可^ J如電糹IiUbf線的艇
裝置。所述設備還可包^it樣的裝置，該裝置#^個FE傳感器距井壁的距離 定位為不同於另一個FE傳感器距井壁的距離。
本發明另一個實施例是*層中鑽孔內實施測井操怍的方法，該測井M 中，在^r^置上^^核磁共振(NMR)傳感器ii/v鑽孔中。包括井內-姚的 NMR傳感器的至少一^Nt感區(sensitivevolume)的小部分被測定。該敏感區 基於該測定改變。有多個從其中可獲得NMR信號的敏感區，所述測^於從 多^t感區獲得的NMR信號。也可基於距離測量(standoffmeasurement)來 作出所述測定。通it^t變NMR工具的操作頻率、改變所述工具的懶巨、使用 磁場轉換^4失和/或改變敏感區距井壁的距離，可以完成^t感區的tt。可^fM對地層棒f生有反應的額外的傳感器，測井i^!4於該額外的傳感器和NMR傳 感器的輸出的分析而改變。
本發明的另一實施例是一種^^中鑽孔內實施測井,的設備。該設備 包括llr^核磁共振(NMR)傳感器到鑽孔內的^r^置以狄理器。該處理器 測定包括井內流體的NMR傳感器的至少一個敏感區的一部分，並基於該測定 改變該至少一^Nt感區。NMR傳感器可有多個從其獲得NMR信號的敏感區。 處理器可基於從多個敏感區來的NMR信號來作出決定。該處理器可通過改變 NMR傳感器的操怍頻率和/或通過驅動磁場轉換》翁失改變敏感區。所述設備可 包i^則定NMR傳感器的偏距的井徑儀，處理器可基於該距離進行測定。井徑 4義可以是聲波井徑^iUM^井徑4義。所述設備可包^ii過改變鑽孔內的NMR 傳感器的位置來改變敏感區的裝置。所述設備可包括至少一個額外的M"WT 傳感器，處理器可基於NMR傳感器和該至少一個額外的傳感器的輸出改變測 井祉
本發明的另一個實施例是一種計算機可讀介質，和^k^:中鑽孔內實施測 井,的設^^fM。該設備包括^il核磁共振(NMR)傳感器到鑽孔內的 ^iil^置。所述介質包括指令，該指令可^^亍包括井內;她的NMR傳感器的 至少一個敏感區的一部分的測定並基於該測定改變該至少一個敏感區。該介質 可以是ROM， EPROM， EEPROM,快閃記憶體和/或M。


為了更詳細，解本發明，應參考下面結合附圖的優選實施例的詳細描述， 其中
圖l (J賄技術)示奮fi^示出包括多錯感器的電纜測井系統； 圖2 (現有技術)是^^]適合在測井操作中使用的徑向調整模塊的系統的 實施例；
圖3 U賄技術)示出了才Mt本發明製造的定位裝置的一個實施例的剖視
圖4 (J賄技術)是位於鑽孔的棵井部分的徑向調整才缺的示奮^jt面圖5示意性示出涉;5L^發明的方法的步驟； 圖6a和6b示出了通過工具在鑽孔內的移動，來^L^敏感區；圖7a和7b示出了通過^^]磁場轉換》翁失和/或改變辦頻率，來 _敏感區。
M實施方式
參照具體的測井工具討論本發明，該測井工具可形成實施電纜測井操怍的 多個測井工具管柱的一部分。需明白的是，il^討論的M工具的選擇並不解 釋為限制，本發明的方法也可和，測井工具一^^吏用。
圖1示出了測井系統典型的配置。這是對與本發明受ihA^目同受ihA的發 明人為Fertl等人的US4，953^399專利的布置的tt，該專利其內容作為參考合 併到此。圖1所示的是測井工具組10, iM在穿itt^r 13的鑽孔11內，以垂 直剖視圖示出，4M居確定本發明中含^^的特性的方法^i殳備連接到地面設 備。測井工具組10可包括電阻率裝置12，自然伽馬射線裝置14和兩個諸如中 子裝置16的孔隙率測定裝置和密M置18。這些裝置和^^鑽孔內用於測井 操作的裝置總的來iW稱為M^h傳感器。電阻率裝置12可以是一些不同類 型的現省技術中已知的用於測量鑽孑L周圍:^的電阻率的工^^一，只要這樣 的裝置有相當深的探娜m。例如，諸如在和本發明有相同受ihA的發明人為 Beard等人的US5，452，761專利中描述的HDIL (高清晰感應測井)裝置，該專 利的內容作為可能^^)的參考^並Ajt匕。自然伽馬射線裝置14可以包括閃爍 探測器的類型，該閃爍探測器包括*^^到光電倍增管的閃光石英，這樣 在該石英被伽馬射線撞擊時， 一系列電子脈衝產生，這樣的脈衝相對撞擊伽馬 射線的能量有數量比例。中子裝置16可以;iX^ti^"技術已知的用於佳月^g: 對中子輻射的反應棒性來決定地層孔隙率的類型之一。這樣的裝置;^Ji^地 層的中子減速特性作出反應。密/l^置18可以是諸如在發明人為Wahl的 US3321,625專利中描述的，用於決定地層密度大小的伽馬-伽馬密度的通用工 具。孔下處理||#為工具組的-~^分可以該！在合適的位置。
工具組10通過電纜20在鑽孔11內M，電纜20包括用於在工具組10和 地面電^i殳備之間傳送電信號的電"f^ (未示出)，""i^)22表示。工具組IO 內的測井裝置12、 14、 16和18"feMt連接，這樣電信號可以在每個裝置12、 14、 16、 18和地面電子設備22之間傳送。電纜20以與賄技^M目似的方式連接到 地表面的巻筒24。通過也是已知技術的方式使電纜20巻#巻筒24 JiiU^f使工具組10穿過鑽孔11。
地面電^-i殳備22可包括在需要時在工具組10內辦裝置12、 14、 16和 18,並處理來自所#置12、 14、 16和18的數據的電路。 一些處理可在井下 完成。尤其是，決W口速(下文討論)來斷氏測井歧需要的所艦理^4 井下完成。如果這樣的處理在井下完成，那麼用於測井加速或減逸的工具的遙 感勘測M上可實時執行。i^免了潛在的延期，若大量數據淨ici4控傳到井上 面用於確定改變測井M所需的處理，該潛在的延期可能出現。需注意的是， 在足夠'f組的傳iti^l下，在哪進傷則定沒有區別。然而，在目前電鄉UiH得 數據的#下，進"f力則定適宜在井下完成。
控制電路26包括例如辦工具組IO內測井裝置的i^實施例需要的這樣 的動力供應，還包括例如對於以常規方式處理和標準化f言號來獲得通常連續的 和鑽孔11周圍itk^有關的數粉己絲日誌是必須的這樣的電路，所述信號來自 裝置12、 14、 16和18這樣的裝置。然後，這些日誌在進一步處理1TT被電子 ^ft在數據4^器32內。處理器28包^i者如M明人為Groeschel等人的 liS4，271^356專利中描述的能力，用於從自然伽馬射線裝置14到以i^l的, 元素源的能1 ^值為圓心的單個能量帶內^H^測量，^it^是鉀、4峰釷 的能量Jf值。此自然伽馬射線的處理也可通過井下處理器完成。
地面電子設備22也可包括例如#(^￡^發明方法的機11#^亍的這樣的設 備。處理器28可以是^t形式但^^適當的數字計^^皮編程以處M^測井 裝置12、 14、 16和18來的數提。，器單元30和數據^*單元32的^-個 都是與處理器28和/或控制電路26 Wt相互作用的一種類型。^/1控制器34 測定工具組20和鑽孔11的縱向運動，M送^4it樣的運動的信號到處理器 28。測井速度一Mt加速和^i4信號改變，該信號可*隊井下處理器傳送，或者 由地面處理器提供，如下面討論的。iiitit^巻筒24的旋4^A可以完成。 例:i(PititX星連接，通iiit感勘測部件36，可^^供場外傳送。
在單個電鎖逸##怍不同測井工具的同時，；^發明可4^l在發明人為Frost 等人、申請日為2004年2月17日的美國專利申請N0.10/780，167中^Hf的配置。 Rrost的教導認可了不同測井工具擬巨井壁不同距離，最好的事實。
參考圖2，該圖示出了定位在關注的地層上方的鑽機IO。鑽機10可以是陸 M海上井生產/構建設備的"-^分。形#鑽機10下的鑽孔包括套管部分42和棵井部分ll。在一些情況下(例如在鑽井、完井、修井等)，實施測井操怍來 收集和絲及鑽孑14目關的信息。典型地，工具系統100通過電纜20向井下艇 來測量一個或多個關於鑽^^/或艦13的相關械。下文^^]的術洽'電纜"
包括電纜、電線和滑線。工具系統100可包括工具組，該工具組包括一個或多 個模塊102a、 102b,每個才^fe有一個工具或多個工具104a、 104b，適合^iM亍一 個或多個井下任務。應該了解的是，術洽'4狹"是諸如l^則器或接頭(sub)的 裝置，適於封閉、糹tM或支撐配置在鑽孔內的裝置。同時示出了兩個最接近的 定4i^狹102a、 102b和兩個聯合的工具104a、 104b，應了解的是可^Jf]更多 和更少的數量。
在一個實施例中，工具104a是適合測量一個或多個關於地層或鑽孔的相關 M的M"if^傳感器。應了解的是，術語"M^H^傳感器"包拾測量裝置、 傳感器和M類似的裝置，主動或被動地收集關於M^t特性的數據，方向 傳感器用於提供關於工具方位和運動方向的信息，地層測試傳感器用於提供關 於儲層流體特性的信息和^H介儲a件。M^H^傳感器可包括用於確定地 層電P且率、介電常數和爛是否存在的電阻率傳感器；用於確定地層聲波孔隙率 和M內的M邊界的聲波傳感器；用於確定M密度、核子孔隙率和一^ 石棒性的核傳感器；用於確定絲的孔隙率和^^巖石棒1"生的核磁共振傳感器。 方向和位置傳感m^包括一個或多個加ii^計和一個或多個陀螺^il磁力 計的結合。加i4JL計^J^y^供沿三個軸的測量。地層測試傳感器收集地層流 ^##測定魁流體的包括物理和化學性能。艦的壓力測量提供關於儲層 特性的信息。
工具系統100可包^Mit感勘測設備150、 #或井下控制器152和井下動 力供應裝置154。遙感勘測設備150提供^^i^r式用於^^面控制器112 和工具系統100之間交換數據信號，以;M於M面處理器112傳輸控制信號 到工具系統100。
在示例性而非限制的配置中，第一模塊102a包插己置為測對目關的第一參 數的工具104a，第二模塊102b包棚己置為測對目關第>=#^的工具104b，該 第J^目關參數和第一相關參數相同或不同。為了扭軒它們指派的任務，可能需 要工具104a和104b在不同位置。定位可參考諸如鑽孔、井壁和/或^k^接近 的定位工具。術洽啦置"也包括徑向位置、傾角和方位角的方位。僅為了方便，鑽孔的縱向軸("鑽孑L4由")將作為參考軸用，迷工具104a、 104b的徑向相對 位置。，物體或點也可作為相對其運動或位置可被描述的參考結構使用。此 夕卜，在一些場合中，工具104a、 104b的任務在鑽孑W目關辦中可 紋。 說，可使工具104a適應l^f亍基於一個或多^N^:因素的it^任務。這些因素可 包括斜限於;級、時間、絲棒性的改變和在雞工具的任務中的 。
模塊102a和102b每個可分別^X定^^置140a、 140b。定位裝置140配 置為##^^: 102 ^f目對於參考位置(例如鑽孑Ui)的i^^聖向位置。定位裝 置140在接^)iJtk^指揮信號後和/或自動以閉合電路類型方式調整才莫塊102的徑 向位置。》遞定徑向位置被獨立於鄰近的井下裝置(例如測量工具、探測器、 模塊、接頭(sub )或，類似設備)的徑向位置##或調整。例如連接模塊102 到工具系統100的柔性接頭(joint) 156的連接部件提供彎曲度或樞轉^Mt應 鄰近才狹和/或^fe設備(例如處理Wi']器或^^設備)之間的徑向定位差異。 在雞實施例中， 一個或多個定錄置有固^^位部件。
定位裝置140可包括有多個定位部件144 (a，b，c)的主體142，該定位部件 144 (a，b,c)以間隔開的關係周向圍^A體142詔！。部件144 (a，b，c)適合獨 立:hMt伸^^立置和縮回位置之間移動。伸展位置可以是固W巨離或可調距離。 合適的定位部件144 (a,b，c)包括凸緣、襯墊、活塞、凸輪、充^it或^it合 與諸如井壁或*內壁結合的裝置。在一些實施例中，定位部件144 (a，b，c)可 配置為臨時鎖定或錨定工具擬目對於鑽孔固定的位置和/或允許工具沿鑽^# 動。
驅動部件146 (a，b,c) 4^1於移動部件144 U，b，c)。驅動部件146 (a，b,c) 示意性實施例包括電子機械系統(例如電動枳漣接到才;i^^接)、液壓驅動系統 (例如以加壓液體供應的活塞-液缸設備)，或務他用於在伸展位置和縮回位置 間移動部件144 (a，b，c)的合適系統。驅動部件146 (a，b，c) ^p件144 (a,b，c) 可配置為提供與井壁相反的固定或可調數量的力。例如，在定^t式下，驅動 部件146(a，b，c)的驅動可將工具定^^i^的徑向列或位置。然而， 口到井 壁的力不足以P肚工具沿鑽孑L^多動。在鎖定模式下，驅動部件146 (a，b，c)的驅 動可在部件144 (a，b，c)和井壁間產K夠高的摩擦力il^^JJi它們的相對運 動。在一些實施例中，偏置部件(未示出)可用於^#定位部件144 (a，b，c)在 預定的參考位置。在一個示意性配置中，偏置部件(未示出)保持定位部件144(a，b，c)在伸展位置，該定位部件144 (a，b，c)將為模塊提供居中定位。在該配 置中，使得驅動部件u良偏置部件的偏置力並移動一個或多個定位部件到特定 徑向位置，該定位部件為才^:提供偏置定位。在另一個示意性配置中，偏置部 件可4緣定位部件在定位裝置的框架內的縮回狀態。可以看到，這樣的設置將 減少模塊的橫斷面積，而且例如斷財^^在鑽孔內的受限^m^皮粘住的風險。
定位裝置140和驅動部件146 (a，b，c)可通過井下動力供應裝置(例如， 電池或閉合迴路緣流體供應裝置)或通過諸如控制管纜120的合適的導管傳 輸能源流(例如電流或力口壓液體)的g動力源驅動。jH^卜，在一個驅動部件 (例如驅動部件146a)和一個定位部件144 (例如定位部件144a)成一對時， 其他實施例可使用 一個驅動部件來移動兩個或多個定位部件。
J脈參考圖4，圖4示出了^^在棵井部分11內的示例'&^"W工具系 統200。工具系統200包括多個用於測對目關錄的才狹或接頭。示例'射執 202顯示為通過柔性部件156連接到上部工具部分204和下部工具部分206。在 一個示例性實施例中，模塊202支撐NMR工具208。如發明人為Reiderman 等人的US6，525,535專利所述的，取決於鑽孔的尺寸，NMR工具只能以居中方 式或偏心方式操作。在棵井18中，聲波工具208可通過驅動定位部件140a和 140b放置在偏心位置(例如徑向的偏心位置)。此偏心或徑向偏移位置大體上 獨立於井下裝置(例如測量裝置和傳感器)的徑向位置，該井下裝置沿著或在 上部/下部工具組部件上204和206設置。也16i說，上部或下部工具組部件204 和206可具有在徑向位置的M^H^傳感器和測量裝置，該徑向位置不同於模 塊202的位置。^匕偏心或徑向偏移位置，NMR工具可用於在;^JL徑鑽孔內收 集數據。在小直徑鑽孔內，NMR工具可在鑽孔的中心位置操作。應了解，通過 繼續 定位部件的伸^/縮回距離可完成這樣的動作。
參考圖5，顯示了本發明的方法的流程圖。井下工具系統在初始測井i4JL 301下操怍。初始測井i^l可基於希望的i^和流體的已知技術來決定。測量由 多個itk^^H^傳感器進行。為簡4樣示，只示出了兩個由303和305表示的這 樣的FE傳感器。在實際應用中，有多於兩個的FE傳感器在測井系統中。如將 ^在下面描述的，由傳感器305測量的信號由處理^^析，優選的是井下處理 器，絲數據質量是否足夠好以允許測井加速323。處理也可以由^k^t理器完 成，或者通it^^h理器和井下處理器-^完成。類合她，由傳感器303測量的信號由處理器分析看數據質量是否足夠好來允許測井加速333。檢查的特定性 質參考單個傳感器類型在下文描述。類似地，檢查傳感器303的測量，看加速
是否^i^許333。若所有傳感器提供加速信號329，提供加速信號321。圖4中 沒有示出的檢查確保所有加速信號是有效的。加速信號可f^無效的可能情況 在下文描述。
^!Li^ft^查^傳感器305是否需要斷氐測井逸變327，以類似的檢查看 傳感器303是否需要斷氐測井狄335。用於斷氐測井歧的檢查的特定'f鍾在 下文中描述。若至少"H4^感器提供有效;^t信號337,那麼測井;^SU4331。還 應注意的是，^f亍圖4中)iUl和加速"^介的指4^UJ^於闡述目的，所述# 可徊目反指令下執行。本發明的重^4^iii行總結如下
1、 若所有傳感器提供有粉口速信號，那麼測井^jl增加；
2、 若一個或多*感器提供有效^4信號，那麼測井#制氐；
3、 若既不是1也不是2的情況出現，^^則井狄。 測井是否加速或減速的決定可基於比#幾個時間間隔進行的測量作出。
自然伽馬射線工具典型的取^Nt^l是10ms。以1200ft/hr的測井i^，每秒可 獲得100份樣本，相當於四英寸的距離。若在所謂l秒內平均和/或不同的測量 大體上和在2秒的平均測劃目同，i^4示測井速度可以增加而不會減少準確性 和減少解析度。例如，在HDIL工具中，傳Hr^收線圏配置為以不同的探測
深度，通錄幾個頻率下辦和/或通過^^J來自幾個傳輸省收間隔的數據操 作。其中數據高度冗餘。通過再次比較不同時間間隔的平均值，可獲^^口測井 i^^否增加，或相a,觀'J井ii^否P^f氐的指示。
在諸如用於中子孔隙率或伽馬射線密度測井的核傳感器中，計lfc^tit遇 統計上的波動。i^A由於在短時間間隔內，源發射i說性可能波動的事實，而 且，地層中的源放射'^5L核子的相互作用也由統計處理來檢制。為了作出有意 義的孔隙度和/或密度測定，確保對於作出核測量的所有探測器累積計數的實際 數量具有最小值變得重要。
關於核傳感器需要注意的另一點是， 一些彬嘗用於說明探測器從井壁的偏 移量。例如，若pss和pk是由短間隔(SS)和長間隔(LS)傳感器作出的測量， 才^下i^用密;K務正^iE密度
formula see original document page 13這稱為"脊肋，，校正。在有衝失的情況下，單個傳感器測量可*誠過上述關 於計lti4JL和統計波動的測試。然而，由於大的衝失，^i後的密度測量仍可 負^L效的。il^口速或/)^i指示(上文所述)是有效的必*件的例子。
聲波傳感H^可以是工具組的-^分。4的^^)至少用於絲的縱波(p
波)速度的測量。為了進行p波逸變的測量，包括聲波傳感器的傳送器和接收
器在JN^莫式下操怍。傳輸器產生的能量作為折射p波傳送穿iti^,並從接 收器陣列傳回傳送時間測量，可以測定p波逸變。接收信號的相似性^ut據質 量的指示，若該相似'I1A夠高，那麼可以增加測井逸變而不會有損失。需注意
的是，若絲剪切波(S波)狄大於鑽孔泥漿中的聲速，可以^^1單 ^力
來觀'j定絲s狄。
聲波工具可^gr內的剪切波(S波)淨i^的^^莫式下M。接收信 號的相似性可再次用作測井i4^可^^速的指示。需注意的是，相》b4亥測量和 電阻率測量需要的幾微妙，聲波測量需幾毫秒。聲波工M可在所謂的正交偶
^M^莫式下辦，其中傳送器在第一^^莫式下被驅動，然後在與第一4W^式
垂直的第二^fe^莫式下被驅動。正交^^L^莫^t於測定M內方位角的各向異
性是有用的，是可能lt縫的標誌。需要明白的是關於聲波工具，加速和減速指
示基於期望的^Mt獲l^莫式。
對於層疊儲層(在電阻率掙^^聲波特性中 橫向各向同性)內的測井，
多組分電阻#感器可包括在工具組內。月l務中^^)由Baker Hughes公司提供 的商標為3DEXSM的這樣的傳感器和適合實現發明人為Strack等人的 US6，147,496專利中公開的目的的工具。偵月這樣的裝置，可以測定M內電阻 率各向異性，相比HDIL測量(只對水平電阻^t感)； _好的儲層質量標誌。 在各向異f生的儲層內，在^ 式下辦聲波傳感11^是可取的。自然伽馬射 線傳感器的^lf率不需要能夠在電阻率和/或聲波各向異性可能出現的比例下識 別層疊結構。因此，期望包^i者如微側向測井的高，率電阻牟降感M為工 具組的一^分。/Ait樣的傳感器來的信號^^]於和3DEX裝置-"^開始採集和/ 或轉換聲波傳感器^U^接iN^f^J^t。
^^發明的一個實施例中，處理器包*家系統，分析FE傳感器的輸出。 處理分析的處理器可以是井下處理器或地面處理器。專家系統測定被測地層的 巖性，加速或;4ii信號可基於測^'隨出。例如，在頁巖M內，不需要高^f片率和詳細的NMR自旋弛豫信息，而且NMR自旋晶檔^tk豫時間A^的可 育汰出加速信號。若^:電阻率測井表示層疊M,可肯汰出減速信號來使準確 的3DEX測量可4亍。
發明人為Kruspe等人的美國專利申請No.10/828，812與本申請受ihA^目同， 其內容作為參考^並4申請，該申請公開了專家系統作為處理器的"^分 的4錢，處理II^^FE傳感器的輸出來測^性。
M來說，伽瑪射線測量可用於測定在NMR傳感器深狄地層的泥質含 量。在頁巖區間內，短的務P中序列和oTE的較小值^X夠了。 ；^內烴的出現 由電阻率測量判斷出。氣體^層內的出現可由聲波測井測量指示。正如^4頁 取員所知的，即使很少量的氣體^k^內，也^J^地斷氐P^^多孑L^少巖 絲內的i^1，並且P^i^中的額外改變只被出現的氣^t量輕微的影響。 在這樣的'It^下，需^^ ]雙等待時間獲#處理來測定氣體的#^度。
專家系統^^k/fM神經網絡(麗)"^f亍。^^發明一個實施例中， 多於一個的NN。笫一NN用於才,FE測量來測^^'f沐絲W,類型。第二 NN可用來 tii探測和^t巖性、^^類型及鑽孑l^H牛的了解的^出上處理參 數。
^^發明一個實施例中，NMR工具獲得的數據是動態tt的。發明 人為Coates的US530卯98公開了扭軒初始測錄測定被測地層的弛剩爭性的配 置。該信息從該初始測試獲得，然後用於對被測地層的特定孔隙結構選擇優化 ^t據收集的樣本間隔。Coates 的NMR工具;ii者如發明人為Brown等人的 US3213357中描述的單一頻率工具。
NMR工具的問題之一;l^^伸到鑽孔內的敏感區的可能性。在這樣的'If^ 下，來自井內流體的NMR信號將支配來自地層的信號，導致不正確的結果。 在本發明一個實施例中，間隔地進行測試可以以多種方式測定。例如，通過井 徑儀完成的距離測量可用於探測沖失。通it^巨離測量，與本申請有相同受ihA 的發明人為Georgi等人的US6603310的內容作為參考4^並4申請，^^Hf 了包括井內;緣的敏感區的^:測定以及汙染的NMR信號的^JE。 ^^發明 中，敏感區基於距離測量而改變。這可以以多種方式完成。
^^發明一個實施例中，NMR工具可作為i:iL關於圖2和4的說明的Frost 的測井組的一^^f^]。然後，距離測量可通ii^理^fM;^制偏心工具朝向井壁或離開井壁的運動。這參考圖6a和6b進^fti兌明。圖6a所示是以353表 示的測井工具在其內的鑽孔351。敏感區以355表示。靜態/P茲場的方向由357 給出。圖6a所述的情況下，敏感區延伸到鑽孔內。通ii^多動工具到圖6b中以 353，表示的位置，敏感區355，完全^J:內。
在本發明另一實施例中，可^^]磁場轉換磁體改變距離用於給定辦頻率 的工具的距離。當磁場轉換磁體的磁場加強7Ja茲體的靜態磁場時，那麼為了操 作的給^M率，敏感區離開工具移動。^f茲場轉換磁體的磁場對^^^體的靜 態磁場時，那麼為了操怍的給定頻率，敏感區移動得更接近工具。圖7a所示的 是工具403的敏感區405延伸到鑽孔401內的情形。靜態磁場的方向由407給 出。通過^JU磁場轉換磁,高靜態磁場強度，圖7b中的敏感區405，為了^^ 工具403，的相同位置，不延伸到鑽孔401，內。
代替磁場轉換磁體，敏感區可以通過改變操怍的頻率改變。頻率的斷^f多 動敏感區離開工具，而提高頻率使敏感區朝工具移動。jtbf、則和用於圖7a和7b 所示的》茲場轉換i茲體的相同。需注意的是，圖7a和7b所示實施例是用於具有 準確檢查區的偏心工具的。這不對本發明形成限制，本發明的方法也可用於鑽 孔內中央的工具。
參考圖6a、 6b、 7a和7b的描述涉及單^Nt感區被改變的實施例。檢查區 域的動態改變方法也可與例如Reiderman公開的多頻率測井工具-~^使用。發 明人為Chen等人的美國專利申請No.10/855，230與本發明有相同的受ihA,其 內容通過參考併入這裡，其公開了用於測定多個敏感區中的每一個的部分 (fraction)的方法，該敏感區可被井內流體影響。這也可以不^^]距離測量完 成。Cheink/^f了^JE數據來修正井內;姚的影響的方法。4^發明中，代替 ^數據，多數敏感區的改變可^JD上i^T法完成。可^f鏡，來自一些敏感 區的^^居可》文棄。
在佳月電纜進行的測量的處理可通it^面處理器、井內處理器或遠壽呈定位 完成。數據獲取的至少^^^t過井下電"^殳備被控制。控制的指示和數據的 處理^^合it^讀介質上的計算^4I序，該機讀介質^^理器能夠扭J亍所述控 制和處理。機讀介質包括ROM、 EPROM、 EEPROM、快閃記憶體和a。
正如^4頁域技^Mv員會知道的，電纜測井操怍通常通過被從鑽孔中拉起的 工具組來實施。勤目對於被^f^U鑽孔內的工具組測井來iJ(Ato的，由於在後者的情況下，工具組可f化鑽孔內被粘住，結果導致該4^測定的測井深 度可能和工具的實際深度不相應。在本發明實踐中測井速度可能變化，由於電
纜的彈性，在電糹紘端的工具組可能"悠悠"(yo-yoing)。發明人為Jericevic等 人的US6,154，704和US6，256，587與本申請有相同受ihA，並JLh述專利的內容 作為參考4^並Ajt匕，它們提出了針衝'悠悠"的影響^jE測量的方法。^^發 明的上下文中，該^可在測井##^基於地面^#數據進行。可ii^，校 正可先於#<可加速或減低測井逸變的決定應用到井下來。
本發明的描*於使用電纜裝置的情況。本發明的方法同樣可應用於滑線 傳輸裝置，其中井下處理器用於提儉f言號;jM口速或減速。滑線可選^^:^鑽孔 管內傳送。FE傳感器測量儲存在^被收回的井下，器中。
前面所/>開的涉;^^發明的^實施例，對於^M頁域技^Mv員來i^t改 iiA^然的。所有^^權利要求範圍內的變形包括在上^^^內容中。
權利要求
1、一種在鑽孔內實施測井操作的方法，該方法包括(a)傳送至少一個地層評價(FE)傳感器到鑽孔內；(b)使用專家系統分析由至少一個FE傳感器作出的測量；以及(c)基於所述分析改變測井參數。
2、 如權利要求l所述的方法，其中至少一個FE傳感器從包括(i )電阻 辨感器、(ii )自然伽馬射線傳感器、(iii)孔隙辨感器、(iv)密度傳感器、(v )核磁共振傳感器以及(vi)聲波傳感器的組中選擇。
3、 如權利要求l所述的方法，還包括^i^^置上傳i^斤g少一個FE 傳感器到鑽孔內，所iii^^置從包括(i )電纜和(ii )滑線的組中選擇。
4、 如權利要求l所迷的方法，其中tt測井Wt包括 tt;測井i^。
5、 如權利要求4所述的方法，其中改變測井速度還包括下述至少一個 (i )改變用於NMR信號獲得的等待時間和(ii ) ttNMR信號獲得所要求的回聲數量。
6、 如權利要求l所述的方法，其中改變測井##^於(i )自旋他豫時間 的確定、(ii ) M邊界的鑑別中的至少一個。
7、 一種用於實^^內鑽孔的測井,的設備，該設備包括(a) 至少一個i^， ( FE)傳感器；(b) 分析由該至少一個FE傳感器進行的測量的專家系統；以及(c)基 於所述分析改變測井M的處理器。
8、 如權利要求7所迷的設備，其中(i )所述專家系統和(ii )處理器中 的至少一個在井下位置。
9、 H5U'J^"求7所迷的設備，其中至少一個FE傳感器從包括(i )電阻 *感器、(ii )自然伽馬射線傳感器、(iii)孔隙轉感器、(iv)密度傳感器、(v )核磁共振傳感器以及(vi)聲波傳感器的組中選擇。
10、 如權矛漆求7所述的設備，還包Mi^斤述至少一個FE傳感器到鑽 孑L內的i^^置，所iii^iii^置從包括(i )電纜和(ii )滑線的組中選擇。
11、 如^U'決求10所述的設備，還包括將多^"感器中的至少一個定^ 距鑽孔中心的距離不同於多^#感器中的另一個的裝置。
12、 一種實^k^內鑽孔的測井,的方法，該方法包括(a) ^^鑽孔內的核磁共振(NMR)傳感器進4力則量；(b) 才財居所述測量測定包括井內流體的NMR傳感器的至少一^:感區的 部分；以及(c) 基於所述測定改變至少一^Ht感區。
13、 如權利要求12所述的方法，其中所赴少一^:感區包括多^t感區， 所述方法還包括(i )從多^t感區獲得NMR信號；以及(ii )基於來自多個敏感區的NMR信號進行測定。
14、 如權利要求12所述的方法，其中所述測定至少部^tt於傳感器距井 壁距離的測量。
15、 如權利要求12所述的方法，其中改變所述至少一個敏感區還包括下面 至少一個(i ) ttNMR傳感器的操怍頻率； (ii ) iL^NMR傳感器距離井壁的距離；(iii) 使用磁場轉換磁體來改變由NMR傳感器產生的靜態磁場；和(iv) 所^1￡少一^:感區距離井壁的距離。
16、 如權利要求12所述的方法還包括(i )傳送至少一個額外的傳感器和NMR傳感器-^到鑽孔內，所n 少一個額夕卜傳感器響應M特性；(ii )分析NMR傳感器和所n少一個額外的傳感器的輸出； (iii)基於所述分析的結果改變測井i^。
17、 一種用於實^k^內鑽孔的測井，的設備，該設備包括 U)在鑽孔內進#^則量的核磁共振(NMR)傳感器；和 (b)處理器，該處理器(A) 4 包括井內流體的NMR傳感器的至少一^Nt感區的4 分的測量來測定；和(B) 基於所述測定改變所述至少一^:感區。
18、 M5UH要求17所述的設備，其中(i )所g少一^Nt感區包括多^t感區；(ii ) NMR傳感器從多^t感區獲得NMR信號；以及(iii)處理器至少部分地基於來自多個敏感區的NMR信號進行測定。
19、 H又利要求18所述的設備，其中所述處理器iiit過下面至少一個tt 至少一^Nt感區(I )改變NMR傳感器的操怍頻率；和 (II ) ^taNMR傳感器上的磁場轉換石茲體。
20、 如權利要求17所述的設備，還包^^則量NMR傳感器與鑽孑過的距離 的井徑儀，其中，處理器至少部^f艮塘井徑^Ji行的測量進行測定。
21、 如權利要求20所述的設備，其中井徑葉m包括(i)聲波井徑儀和(ii ) 才鹹井徑儀的組中選擇。
22、 如權利要求17所述的設備，還包^ifit^NMR傳感器相對於井壁 的4立置而改變^L感區的裝置。
23、 如權利要求17所述的設備，還包括至少一個和NMR傳感器一^^傳送 到鑽孔內的額外的傳感器，所ii^少一個額外的傳感器響應絲的特性；其中 處理器還(i)分析NMR傳感器和至少一個額外的傳感器的輸出；和 (ii )基於所述分析結果改變測井i^變。
24、 一種與用於實^^內鑽孔的測井，的設^"""^fM的計算機可讀 介質3該設備包括(a) 在鑽孔內進傷則量的核磁M (NMR)傳感器； 所述介質包括指^Hm理器(b) 測定包括井內流體的NMR傳感器的至少一^t感區的-^分；以及(c) 基於所述測定改變至少一個敏感區。
25、 如權利要求24所述的介質，其中介質從包械i )ROM、 ( ii )EPROM、 (iii) EEPROM、 ( iv )快閃記憶體以及(v )絲的組中選擇。
全文摘要
從多個地層評價數據傳感器管(14)柱得到的數據通過專家系統評價。基於該分析，若所有傳感器(12，14，16，18)證明分析是有效的，測井速度增加；若任何一個傳感器(12，14，16，18)要求降低測井速度，測井速度降低。可替代地，NMR傳感器(305)的敏感區的改變基於確定包括井內流體的敏感區的一部分。
文檔編號E21B47/00GK101583885SQ200680025274
公開日2009年11月18日 申請日期2006年7月11日 優先權日2005年7月12日
發明者D·E·特爾齊卡, M·吉倫, O·G·恩格斯, T·克倫斯彭, 小W·A·吉切裡斯特, 陳頌華 申請人:貝克休斯公司