获取经补偿信号用于确定地层参数的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明大致涉及用于进行油气勘探相关测量的设备和方法。
【背景技术】
[0002] 在油气勘探的钻井中，了解相关地质地层的结构和性质可提供信息来协助这种勘 探。通常执行钻孔中的测量来获取这种了解。感应工具可进行井下地层的准确电阻率读取 且是测井的重要部分。这些工具的读取基于感应原理，其中发射器产生磁通量，其由接收器 拾取。
[0003] 电磁（EM)电阻率测井工具的多耦合分量信号广泛用于勘探地层参数，诸如地层 各向异性、相对倾角、边界等。用于确定地层参数的数据反演处理可根据地层的建模方法执 行。反演操作可包括测量与模型预测的比较，使得可确定物理性质的值或空间变化。在反 演中，测量到的数据可被应用以构建与数据一致的模型。为了检查，反演操作可包括从感应 电场和磁场的测量中确定地层中导电率的变化。其它技术（诸如正演模型）处理有关假设 模型的预期观测值。在零维（0D)反演中，不存在地层的变化，诸如在均质地层中。在一维 (1D)建模中，在一个方向上存在变化，诸如平行层的地层。在二维（2D)建模中，存在两个方 向上的变化且在三维（3D)建模中，存在三个方向上的变化。一般来说，界定上述维度的坐 标系可为笛卡儿坐标系或圆柱坐标系。在钻孔应用中，通常使用圆柱坐标系。
[0004] 一般来说，采用这些耦合分量的零维（0D)反演因其简单和快速计算而有吸引力。 已基于使用各种耦合分量来计算地层参数的0D反演而提出数个处理方案。基于这些耦合 分量的不同敏感性，0D反演能够在任意井孔倾斜度下提供准确的反演地层模型，尤其当EM 工具位于厚岩层中时。处理方案已提供各向异性参数的成功确定，其可包括由综合响应和 现场数据提供的水平电阻率、垂直电阻率、相对倾角和相对走向。综合响应是有关工具所应 用的地层的已知参数的工具的建模响应。综合响应可通过对工具和地层的相互作用数字建 模（通常涉及模拟）而形成。在综合测井中，可逐点针对每个测井深度进行模拟。
[0005] 在具有三个正交发射器线圈（TX、T#PTz)和三个正交接收器线圈（RX、R#PRz)的 多分量电磁测井工具中，接收器线圈中的磁场H可参考发射器上的磁矩M和耦合矩阵C表 示为：
[0006] H=CM(1)
[0007] 等式⑴可表达为：
【主权项】
1. 一种方法，其包括： 收集由对称传感器工具获取的信号测量，其提供有关地层的发射信号和接收信号之间 的关系的ZZ、XZ、ZX和XX耦合分量的解耦； 从所述信号测量中产生所述耦合分量； 从所述耦合分量产生一组经补偿信号；和 使用所述组经补偿信号执行反演操作以确定一个或更多个地层参数。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述对称传感器工具包括一个工具结构，其上上 交叉传感器结构、下交叉传感器结构、上倾斜传感器和下倾斜传感器相对于所述工具结构 的纵轴被安置为对称配置，使得所述上交叉传感器结构和所述上倾斜传感器分隔开达所述 下交叉传感器结构和所述下倾斜传感器分隔开的距离，所述上交叉传感器结构由两个共同 定位的倾斜传感器形成且所述下交叉传感器结构由两个共同定位的倾斜传感器形成。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述上倾斜传感器和所述下倾斜传感器是倾斜天 线发射器且所述上交叉传感器结构和所述下交叉传感器结构是倾斜接收天线，其中所述上 交叉传感器结构和所述下交叉传感器结构安置在所述上倾斜传感器与所述下倾斜传感器 之间。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中收集信号测量包括激发所述上倾斜传感器及响应 于激发所述上倾斜传感器和所述下交叉传感器结构而在所述上交叉传感器结构的所述倾 斜天线接收器的每个上收集信号，和激发所述下倾斜传感器及响应于激发所述上倾斜传感 器和所述下交叉传感器结构而在所述上交叉传感器结构和所述下交叉传感器结构的所述 倾斜天线接收器的每个上收集信号。
5. 根据权利要求3所述的方法，其中产生所述组经补偿信号包括产生
其中i和j指示不同的耦合分量是从响应于激发天线发射器1\在每个天 线接收器1?1、1?2、1?3、1? 4中接收信号导出的耦合分量，且6：^^2"$4是从响应于激发天线发射 器T2在每个天线接收器RR2、R3、R4中接收信号导出的耦合分量，天线发射器T:是所述上 倾斜传感器，天线发射器1~2是所述下倾斜传感器，R:和R2形成所述上交叉传感器结构，R3和 &形成所述下交叉传感器结构。
6. 根据权利要求2所述的方法，其中从所述耦合分量中产生所述组经补偿信号包括产 生经补偿信号为
其中1^是所述上倾斜传感器且信号~基于相对于激发所述上倾斜传感器产生的耦 合分量，且Tdn是所述下倾斜传感器且信号f/n基于相对于激发所述下倾斜传感器产生的耦 合分量。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中产生信号^及信号f/H包括针对Tu#T&产生下 列一个或更多个
V'vxx、vzz、VX1PVzx是耦合分量，d:和d2是对称传感器工具的分开距离。
8. 根据权利要求2所述的方法，其中所述上倾斜传感器和所述下倾斜传感器是倾斜天 线接收器且所述上交叉传感器结构和所述下交叉传感器结构是倾斜发射天线，其中所述上 倾斜传感器和所述下倾斜传感器安置在所述上交叉传感器结构与所述下交叉传感器结构 之间。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中执行所述反演操作包括执行零维反演。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述方法包括使用来自所述零维反演的结果来 构造更高阶维度反演中的初始地层模型。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括确定地层垂直电阻率或地层垂直 电阻率与地层水平电阻率的比率。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括在具有多层的地层中确定地层参 数。
13. -种方法，其包括： 在钻孔中操作工具，所述工具具有不对称传感器结构； 收集对应于对称传感器工具的信号测量，其提供有关地层的发射信号与接收信号之间 的关系的ZZ、XZ、ZX和XX耦合分量的解耦，所述信号测量通过偏移所述不对称传感器结 构及在经偏移位置上进行测量使得所述不对称传感器结构模拟所述对称传感器工具而收 集； 从所述信号测量中产生所述耦合分量； 从所述耦合分量中产生一组经补偿信号；和 使用所述组经补偿信号执行反演操作以确定一个或更多个地层参数。
14. 根据权利要求13所沭的方法，其中产牛所沭组经补偿信号包括产生
其中i和j指示不同的耦合分量，&、1?2、1?3和1?4在偏移不对称传感器结构时对应于模 拟接收器，是从响应于激发天线发射器从每个模拟天线接收器RR2、馬和R4 中接收信号导出的耦合分量，且是从响应于激发天线发射器1从每个模拟天线 接收器VR2、馬和R4中接收信号导出的耦合分量。
15. 根据权利要求13所述的方法，其中从所述耦合分量中产生所述组经补偿信号包括 产生经补偿信号为
其中1^是所述不对称天线的上倾斜传感器且信号，基于相对于激发所述上倾斜传感 器产生的耦合分量，且Tdn是所述不对称天线的下倾斜传感器且信号^基于相对于激发所 述下倾斜传感器产生的耦合分量。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中产生信号f及信号-包括针对Tu，T&产生 下列一个或更多个
V'Vxx、Vzz、VX1PVzx是耦合分量，d:和d2是对称传感器工具的分开距离。
17. 根据权利要求13所述的方法，其中执行所述反演操作包括执行零维反演。
18. 根据权利要求13所述的方法，其中所述方法包括确定地层垂直电阻率或地层垂直 电阻率与地层水平电阻率的比率。
19. 一种其上存储指令的机器可读存储媒介，所述指令在被机器执行时导致所述机器 执行操作，所述操作包括根据权利要求1至18中任一项所述的方法。
20. -种用于测量地层参数的设备，所述设备包括： 工具结构，其具有沿着所述工具的纵轴的发射器和接收器的对称配置；和 控制单元，其用于控制所述工具结构的所述发射器的启动；和 数据处理单元，其用于根据权利要求1至12中任一项所述的方法处理接收自所述工具 结构中的所述接收器的信号。
21. -种用于测量地层参数的设备，所述设备包括： 工具结构，其具有沿着所述工具的纵轴的发射器和接收器的不对称配置；和 控制单元，其用于控制所述工具结构的所述发射器的启动以模拟发射器和接收器的对 称配置；和 数据处理单元，其用于根据权利要求13至18中任一项所述的方法处理接收自所述工 具结构中的所述接收器和所述发射器的信号。
【专利摘要】各种实施方案包括用于在钻孔中操作测量程序的设备和方法，其使用对称传感器结构或可操作以模拟对称传感器结构的传感器结构以提供结构补偿。设备和方法可包括数据处理单元，其用于基于测量信号产生经补偿信号及使用所述经补偿信号确定地层参数。公开了额外设备、系统和方法。
【IPC分类】G01V3-38, G01V3-26, G01V3-34
【公开号】CN104813195
【申请号】CN201280077348
【发明人】吴旭翔, B·都德睿希
【申请人】哈利伯顿能源服务公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2012年12月18日
【公告号】CA2891643A1, EP2839316A1, EP2839316A4, US20150240629, WO2014098806A1, WO2014098806A9