使用电阻率图像进行的裂缝检测和表征的制作方法
【专利说明】使用电阻率图像进行的裂缝检测和表征
[0001] 发明背景
[0002] 本公开一般来说涉及钻井操作，且更具体地说，涉及使用电阻率图像进行的裂缝 检测和表征。
[0003] 诸如石油和天然气的烃类通常从可位于陆上或海上的地下地层获得。地下操作的 发展和从地下地层去除烃类所涉及的过程是复杂的。通常，地下操作涉及多个不同的步骤， 诸如例如在期望的井场钻探井筒，处理井筒以优化烃类的生产，和执行必要的布置以生产 和处理来自地下地层的烃类。
[0004] 可在表征地层和辅助进行操作决定的整个操作期间进行地下地层的测量。一个实 例测量对应于地层的电阻率(或其逆电导率），其可用以确定地层或地层的层是否有可能含 有烃类。然而，地层内的天然裂缝或裂纹可扭曲测量，从而降低计算的电阻率和基于计算的 电阻率作出的决定的准确度。
[0005] 附图简述
[0006] 可通过部分地参看以下描述和附图来理解本公开的一些特定示例性实施方案。
[0007] 图1是示出根据本公开的方面的说明性随钻测井环境的图。
[0008] 图2是示出根据本公开的方面的说明性电缆测井环境的图。
[0009] 图3是根据本公开的方面的实例信息处置系统的图。
[0010] 图4是根据本公开的方面的实例电阻率测井工具的图。
[0011] 图5是根据本公开的方面的用于电阻率测井工具的实例控制系统的图。
[0012] 图6是根据本公开的方面的用于使用电阻率测井工具进行的测量的实例方位角分 区的图。
[0013] 图7是根据本公开的方面的具有至少一个裂缝的地层中的实例电阻率测井工具的 模型的图。
[0014] 图8是说明根据本公开的方面的实例传播电阻率图像的图。
[0015] 图9是说明根据本公开的方面的实例传播电阻率图像的图。
[0016] 图10是说明根据本公开的方面的相位电阻率值的图。
[0017] 图11是说明根据本公开的方面的相位电阻率值的图。
[0018] 图12是说明根据本公开的方面的电阻率测井设备的两个分区对导电地层中的电 阻裂缝的方位角响应的图。
[0019] 图13是说明根据本公开的方面的实例方位角电阻率响应的图。
[0020] 图14说明示出根据本公开的方面的裂缝的实例重新定向的传播电阻率图像的图。 [0021 ]图15是说明根据本公开的方面的实例过程的流程图。
[0022]虽然已参考本公开的示例性实施方案描绘和描述并且定义了本公开的实施方案， 但此类参考不暗示对本公开的限制，且不应推断此限制。所公开的主题能够在形式和功能 上进行如相关领域中且受益于本公开的技术人员将想到的相当大的修改、更改和等效物。 所描绘和描述的本公开的实施方案仅为实例，且并非详尽列举本公开的范围。
【具体实施方式】
[0023] 为了本公开的目的，信息处置系统可包括任何工具或工具集，其可操作以计算、分 类、处理、传输、接收、检索、起源、切换、存储、显示、证明、检测、记录、再现、处置或利用任何 形式的信息、情报或数据以用于商业、科学、控制或其它目的。举例来说，信息处置系统可以 是个人计算机、网络存储装置，或任何其它合适的装置，并且可在大小、形状、性能、功能和 价格上有所不同。信息处置系统可包括随机存取存储器(RAM)、一个或多个处理资源，诸如 中央处理单元(CPU)或硬件或软件控制逻辑、ROM和/或其它类型的非易失性存储器。信息处 置系统的额外组件可包括一个或多个磁盘驱动器、用于与外部装置通信的一个或多个网络 端口，以及各种输入和输出（I/O)装置，诸如键盘、鼠标和视频显示器。信息处置系统还可包 括可操作来传输各种硬件组件之间的通信的一条或多条总线。其还可包括能够将一个或多 个信号传输至控制器、致动器或类似装置的一个或多个接口单元。
[0024] 为了本公开的目的，计算机可读媒体可包括可保留数据和/或指令达一段时间的 任何工具或工具集。计算机可读媒体可包括(例如而非限制)存储媒体，诸如直接存取存储 装置(例如，硬盘驱动器或软盘驱动器）、顺序存取存储装置(例如，磁带磁盘驱动器）、压缩 光盘、CD-ROM、DVD、RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和/或快闪存储器；以及 通信媒体，诸如电线、光纤、微波、无线电波和其它电磁和/或光学载波；和/或上述任何组 合。
[0025] 本文中详细描述了本公开的说明性实施方案。为了清楚起见，可不在本说明书中 描述实际实现方式的所有特征。当然，应了解，在任何此类实际实施方案的开发中，可做出 许多实现方式特定的决定，以实现特定实现方式目标，其将根据实现方式而有所不同。此 外，应了解，这样的开发努力可能是复杂和耗时的，但尽管如此，对于受益于本公开的本领 域技术人员来说仍为常规任务。
[0026] 为了便于更好地理解本公开，给出某些实施方案的以下实例。以下实例绝不应被 理解为限制或限定本发明的范围。本公开的实施方案可适用于任何类型的地下地层中的水 平、垂直、偏离或另外非线性的井筒。实施方案可适用于注入井以及生产井，包括烃类井。可 使用被制成适用于沿地层的区段进行测试、检索和取样的工具来实现实施方案。可使用例 如可通过管柱中的流道或使用电缆、钢丝、连续油管、井下机械手等传送的工具来实现实施 方案。"随钻测量"（"MWD"）是通常用于在钻井继续时测量关于钻井组合件的移动和位置的 井下条件的术语。"随钻测井"（"LWD"）是通常用于较集中在地层参数测量的类似技术的术 语。根据某些实施方案的装置和方法可用于电缆(包括电缆、钢丝，和连续油管）、井下机械 手、MffD和LWD操作中的一个或多个中。
[0027] 如本文中所使用的术语"耦接"旨在指间接或直接连接。因此，如果第一装置耦接 至第二装置，那么该连接可通过直接连接或通过经由其它装置和连接的间接机械或电连 接。类似地，如本文中所使用的术语"通信地耦接"旨在指直接或间接的通信连接。此连接可 以是有线或无线连接，诸如，例如以太网或LAN。此类有线和无线连接对于本领域技术人员 来说是众所周知的，且因此将不在本文中进行详细论述。因此，如果第一装置通信地耦接至 第二装置，那么该连接可能通过直接连接或通过经由其它装置和连接的间接通信连接。
[0028] 图1是根据本公开的方面的地下钻井系统100的图。钻井系统100包括位于表面102 处的钻井平台2。在所示实施方案中，表面102包括含有一个或多个岩石地层或层18a至18c 的地层104顶部，且钻井平台2可与表面102接触。在其它实施方案中，诸如在海上钻井操作 中，表面102可通过一定体积的水与钻井平台2分隔。
[0029] 钻井系统100包括井架4,其由钻井平台2支撑且具有用于使钻柱8上升和下降的行 进块6。方钻杆10可在钻柱8下降穿过转台12时支撑钻柱8。钻头14可耦接至钻柱8且由井下 马达和/或钻柱8通过转台12进行的旋转驱动。当钻头14旋转时，其形成穿过一个或多个岩 石地层或层18的井孔16。栗20可使钻井流体通过馈送管22到方钻杆10,通过钻柱8的内部到 井下，通过钻头14中的小孔，经由钻柱8周围的环返回至表面，并进入保留坑24中而循环。钻 井流体将切割部分从井孔16输送至坑24中，并辅助维持井孔16的完整性。
[0030] 钻井系统100可包括井底钻具组合件(BHA)，其在钻头14附近耦接至钻柱8 AHA可 包括各种井下测量工具和传感器以及LWD和MWD元件，包括电阻率测井工具26。电阻率测井 工具26可包括多个发射器和接收器(例如，能够接收和/或发射一个或多个电磁信号的天 线），诸如沿着工具的长度轴向地间隔且相对于工具26以不同角度定位的磁性偶极子。当钻 头沿着井孔16延伸穿过地层18时，电阻率测井工具26可收集与地层104的电阻率相关的测 量，即，地层104抵抗电流流动的强烈程度。在某些实施方案中，可使用例如方位角定向指示 器来跟踪工具26的定向和位置，方位角定向指示器可包括磁力计、倾斜计和/或加速度计， 但在一些实施方案中可使用其它传感器类型，诸如陀螺仪。在包括方位角定向指示器的实 施方案中，电阻率测量可通过方位角分区与特定方位角定向相关联，如下文将描述。
[0031] 包括电阻率测井工具26的BHA的工具和传感器可通信地耦接至遥测元件28。遥测 元件28可将测量从电阻率测井工具26传送至表面接收器30和/或从表面接收器30接收命 令。遥测元件28可包括泥浆脉冲遥测系统，和声学遥测系统、有线通信系统、无线通信系统，