專利名稱：在地層中產(chǎn)生一鉆孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明波及用于在地層中產(chǎn)生一鉆孔的方法和系統(tǒng)，而此鉆孔沿與已在地層中形成的另一鄰近鉆孔相應(yīng)的選定的方向延伸。在碳?xì)浠衔锟碧胶蜕a(chǎn)工業(yè)中，鉆兩個(gè)或更多相鄰鉆孔可期望通過另一鉆孔注入蒸汽或水到地層中而增加一鉆孔油的產(chǎn)量。例如當(dāng)產(chǎn)油鉆孔水平地延伸時(shí)，就期望在一選定的距離下面鉆平行于產(chǎn)油鉆孔的一個(gè)或多個(gè)注入鉆孔。產(chǎn)油時(shí)蒸汽通過注入鉆孔注入到地層，因此而減少油通過地層的流阻并把油推向產(chǎn)油鉆孔。
在美國3,725,777號(hào)專利中說明了一種方法，此方法使用從一相鄰鉆孔得到的磁場測量，以確定對于一個(gè)套管鉆孔的距離和方向。例如遇到對付一井噴或從一單個(gè)海上平臺(tái)鉆多口井的情況時(shí)，希望知道一個(gè)現(xiàn)存的鉆井的確切位置。這樣存在的鉆井或鉆孔被假設(shè)在套管磁化強(qiáng)度上有規(guī)律的周期性。通過迭代計(jì)算，可測定先前的鉆孔和下套管鉆孔的位置?？墒?，最后只能獲得現(xiàn)存鉆井的大概位置。
在EP247672-A號(hào)專利中，公開了一種用于測定相鄰的鉆孔間距離的方法。此文件中的方法用于遇到一已鉆好的鉆井發(fā)生井噴的情況，因而鉆一個(gè)所謂的釋放(relief)井，它與井噴井在一選定的深度交叉，以便把重質(zhì)液體泵入到井噴井中。此方法中必須知道套管部分的精確磁極強(qiáng)度值。作為基于卷積單極和偶極場函數(shù)的傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)雜計(jì)算結(jié)果，推導(dǎo)出振幅譜/波數(shù)譜。這樣的頻譜允許確定上述的距離?？墒且軌驊?yīng)用此方法和獲得那樣的頻譜，必須大量測量數(shù)據(jù)，而此數(shù)據(jù)也僅僅能推導(dǎo)出平均距離。
而且，從美國4,640,352號(hào)專利可以知道使用一對鉆孔，一個(gè)用作產(chǎn)油鉆井，另一個(gè)用作注入鉆井。兩鉆孔基本上平行，提出的問題顯然涉及到在低滲透性層中油的經(jīng)濟(jì)上的可行產(chǎn)量?？墒?，在此文件中不清楚怎樣進(jìn)行鉆孔及其定向。
至于本發(fā)明必須解決一個(gè)完全不同的問題。顯然在一對鉆孔的情況下，一當(dāng)新鉆孔要鉆時(shí)就能得到鄰近鉆孔的所有定向數(shù)據(jù)，這是有利的。
可是，還有一個(gè)問題即如何精確地控制鉆孔的方向并同時(shí)克服其缺點(diǎn)，避免象上面所述方法的復(fù)雜操作。
提供一種在地層中產(chǎn)生一個(gè)鉆孔的改進(jìn)方法是本發(fā)明的一個(gè)目的，而此鉆孔沿一選定的、與在地層中已形成的一鄰近鉆孔相應(yīng)的方向。
提供一種在地層中，按選定的、與在地層中已形成的一鄰近鉆孔相應(yīng)的方向鉆孔的改進(jìn)系統(tǒng)是本發(fā)明的另一目的。
根據(jù)本發(fā)明的方法包括在所述的第一鉆孔中沿長度方向在許多位置上安放電磁源裝置，而所述的電磁源裝置產(chǎn)生一個(gè)擴(kuò)展到所述的第二個(gè)鉆孔中的電磁場；在第二個(gè)鉆孔中一選定的深度di處安放電磁場測量裝置，且所述測量裝置能夠測量所述電磁場；操作測量裝置以便測量所述電磁場；從測得的電磁場中確定電磁場分量，此分量至少包括兩個(gè)在方向上基本垂直于第一鉆孔縱軸的分量；及從所述的至少兩個(gè)分量中確定一個(gè)方向參數(shù)，此方向參數(shù)表示與鄰近鉆孔相應(yīng)的鉆孔方向。
電磁場的兩個(gè)分量可寫成第二鉆孔中的深度di處第二鉆孔和第一鉆孔間距離的函數(shù)表達(dá)式，依據(jù)其沿所述的、基本垂直于第一鉆孔縱軸方向的分量可寫出此距離。按適當(dāng)方式結(jié)合電磁場兩個(gè)分量的表達(dá)式，可計(jì)算出在深度di處的測量裝置和第一鉆孔間的距離分量。通過測定在第二鉆孔中不同深度di處的這些分量，可以計(jì)算方向參數(shù)?？梢岳斫庥呻姶旁囱b置產(chǎn)生的電磁場可有任何適宜的波長，且本發(fā)明中將使用一種合適的電磁場，形成了由一個(gè)或多個(gè)永磁鐵產(chǎn)生的磁場。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括在所述的第一鉆孔中沿長度方向在許多位置上安放的電磁源裝置，而所述的電磁源裝置產(chǎn)生擴(kuò)展到所述的第二鉆孔中的電磁場；在第二個(gè)鉆孔中一選定的深度di處安放的電磁場測量裝置，且所述測量裝置能夠測量所述電磁場；操作測量裝置以便測量所述電磁場的方法；從測得的電磁場中確定電磁場分量的方法，而此分量至少包括兩個(gè)在方向上基本垂直于第一鉆孔縱軸的分量；及從所述的至少兩個(gè)分量中測定一個(gè)方向參數(shù)的方法，而此方向參數(shù)表示與鄰近鉆孔相應(yīng)的鉆孔方向。
若第一個(gè)鉆孔構(gòu)成鄰近鉆孔，而第二鉆孔構(gòu)成要產(chǎn)生的鉆孔，則能有效地鉆孔。
更好是所述的至少兩個(gè)分量的方向基本上相互垂直，方向參數(shù)通過測定所說兩個(gè)分量的比率確定。
兩個(gè)分量所述比率的確定正包括應(yīng)用B1，i/B2，i＝S1，i/S2，i，其中B1，i和B2，i是沿所述方向在深度di處各自的電磁場強(qiáng)度分量，S1，i和S2，i是沿電磁場測量裝置和第一鉆孔間距離的所述方向的各自的分量。
通過沿所述鉆孔移動(dòng)所述的電磁源裝置可實(shí)現(xiàn)電磁源裝置沿所述鉆孔長度方向在所述的許多位置上有效安放。
好處是此電磁源裝置包括一電磁線圈。
本發(fā)明將通過實(shí)例，參考附圖更詳細(xì)地說明，其中

圖1A和1B示意了鉆孔在鉆探和定向時(shí)常規(guī)使用的坐標(biāo)系統(tǒng)的定向，且圖2A和2B示出了為測定在常用固定地面坐標(biāo)系的兩個(gè)不同平面內(nèi)的矢量分量的典型測量情形。
在圖1A和1B中示出了常規(guī)使用的坐標(biāo)系或系統(tǒng)。圖1A中提出了地面固定笛卡爾坐標(biāo)系NEV(北-東-豎直)，其中示出了一段鉆孔1。其N方向可是地理上的方向或磁場的方向。對在地球上其它每個(gè)地方都清楚地規(guī)定了兩種坐標(biāo)系間的不同。圖1B中示出了鉆孔1的部分放大視圖。鉆孔1表示為一圍繞中心軸或鉆孔軸2的圓柱體。通常沿此軸選取深度值，而此值常指沿孔深方向深度。對一點(diǎn)i，相應(yīng)定義一深度di，通常把此深度取作從地表到所述點(diǎn)i沿鉆孔軸2的距離。這樣，可用…di-2，di-1，di，di+1，di+2，…等表示一系列深度值。在圖1B中顯示了典型深度di-1，和di。
例如對沿鉆孔方向深度di示出了在兩坐標(biāo)系內(nèi)的相應(yīng)方向。垂直的V軸是從如參考圖1A所示的地面固定NEV坐標(biāo)系中取得的。通常取笛卡爾XYZ坐標(biāo)系固定在放在鉆孔1中的測量儀器上。
此坐標(biāo)系中Z軸沿鉆孔軸2向下方向選取，X和Y軸則相應(yīng)地選取。
而且，在深度di處示出了高邊(highside)(HS)和高邊垂直(highside-right)(HSR)方向，這些對精通此技術(shù)的人是熟知的，HS在通過Z軸和V軸的垂直平面內(nèi)，而V軸與重力加速度矢量g一致。HSR是和Z軸及V軸垂直，且因此水平。
因而對精通此技術(shù)的人來說，若能在數(shù)學(xué)上適當(dāng)?shù)厝〉梅至?，則通常情況下顯然可以使用任一其他坐標(biāo)系。這樣，通常包括兩個(gè)坐標(biāo)系。第一個(gè)坐標(biāo)系，C，涉及到第一鉆孔及以上說到的預(yù)先確定的方向，第二個(gè)坐標(biāo)系，D，涉及到第二鉆孔。在這樣的坐標(biāo)系中用參數(shù)S表示位置。例如一個(gè)第二鉆孔在C坐標(biāo)中S0處有起始點(diǎn)。通常情況下當(dāng)在深度di測量時(shí)，B和g分量在D坐標(biāo)系中由BD，i和gD，i表示。更一般的是在此申請的上下文中，當(dāng)一變量帶有下標(biāo)i，則所述的變量是在考查的鉆孔中深度di處取得的。
在圖2A和2B中示出了針對作為本發(fā)明中應(yīng)用的常規(guī)坐標(biāo)系的典型測量情形。
在圖2A中提供了NEV坐標(biāo)系的NE平面。在坐標(biāo)原點(diǎn)V矢量的箭尾面對著我們，V矢量是從NE面指向下。示出了一個(gè)第一鉆孔10和一個(gè)第二鉆孔20在NE面上的正交投影量。
第一鉆孔10的方向和N軸方向間的夾角通稱方位角A。例如若預(yù)先確定的第二鉆孔20的方向是在NE面上的虛線10a表示的平行方向，那么在此圖2A中鉆孔20相對所述方向偏離了一個(gè)偏差角ΔA。在第二鉆孔20中一點(diǎn)和第一鉆孔10間的距離稱作橫向距離30，l，當(dāng)取在一水平面中時(shí)。
在圖2B中提供了在NEV坐標(biāo)系中經(jīng)過V軸和水平NE面內(nèi)一矢量H的垂直截面或垂直平面。在坐標(biāo)原點(diǎn)，從所述表示為HV的平面向上的E矢量的箭頭面對我們。示出了第一鉆孔10和第二鉆孔20在HV平面上的正交投影。
第一鉆孔10的方向與V方向的夾角形成傾斜角I。例如預(yù)先確定的第二鉆孔20的方向和在HV面上的虛線10b表示的方向若平行，那么在此圖2B中鉆孔20相對所述方向稍稍向上偏離了一個(gè)偏差角ΔI。
在第二鉆孔20中一點(diǎn)和第一鉆孔10間的距離稱作向上距離40，u，當(dāng)取在一垂直平面內(nèi)時(shí)。
作為選定的第二鉆孔20必須按其鉆入的方向，要選擇平行于鉆孔10的方向。因而所述在NE和HV平面內(nèi)的平行方向的正交投影，分別為10a和10b平行于鉆孔10的正交投影。對精通此技術(shù)的人而言，顯然可以選擇任何選定的方向。
為了在鄰近于第一鉆孔10的第二鉆孔20的鉆勘過程中達(dá)到選定的方向，必須作合適的測量并進(jìn)行必要的計(jì)算以控制鉆勘操作。
由于第一鉆孔10已配有磁化套管部分，使磁極強(qiáng)度適合于跨過鉆孔間距離測量，借助一系列沿以上所述XYZ坐標(biāo)系的X，Y和Z軸直線放置的磁強(qiáng)計(jì)，可以從第二鉆孔20中測量磁場矢量B的分量BX，By，BZ，其中XYZ坐標(biāo)系是在安放在第二鉆孔20內(nèi)的測量工具上。所述磁場分量通常由磁極強(qiáng)度分量和地磁場分量組成。
而且，在一鉆孔測量工具內(nèi)應(yīng)用一套加速度表用以測量重力加速度矢量g的分量gX，gy，gZ，這是一項(xiàng)熟知的技術(shù)，用以允許測定傾斜數(shù)據(jù)。
令人奇怪的是，只有重力加速度分量和磁場分量，后者只包括沒經(jīng)校準(zhǔn)的磁極強(qiáng)度值，特別依照本發(fā)明可推導(dǎo)出方位角和傾斜角，從而可以對第二鉆孔的定向鉆勘操作進(jìn)行精確控制。下列程序必須遵守在測定了Bxi，Byi，Bzi，gxi，gyi，和gzi在每個(gè)深度di處的值后，可以測定第二鉆孔20的傾斜角和方位角，例如用美國4,163,324號(hào)專利中所表示的方法。在現(xiàn)在情況下，第二鉆孔20的在深度di處的測定的角度是(I+ΔI)i和(A+ΔA)i。
得到所述角度和磁場分量后，遵循下列過程能得出ΔAi和ΔIi值。
象以上得到的傾斜和高邊角允許用圖1B中設(shè)想的直接方法得到高邊(HS)和高邊垂直(HSR)分量。這樣，要處理的磁場分量從Bx，By，Bz變換到BHS，BHSR和Bz。
因?yàn)殂@勘操作和磁場測量顯然與第一鉆孔特性相關(guān)，更進(jìn)一步的測定和計(jì)算過程集中于更緊密相關(guān)的矢量分量和鉆孔間距離。因而這意味著，除上面提到的角度之外，測定了相對于第一鉆孔在向上和橫向方向上的分量和距離。所述的方向各自相應(yīng)于第一鉆孔的HS和HSR方向，且它們各自沿圖2B和2A中的虛線40和30定向。
對第二鉆孔20的任意鉆勘方向此方向可以是接近于預(yù)先確定的象圖2A和2B中10a和10b分別代表的平行方向，既不是圖2A中的ΔA方向，也不是圖2B中的ΔI方向?qū)⒖赡茉诳臻g上與第一鉆孔對應(yīng)的分別在圖2B中的HV平面內(nèi)或圖2A中NE平面內(nèi)的投影排成直線。所以進(jìn)行象圖2B中所示的(90°-(I+ΔI))的一個(gè)第一旋轉(zhuǎn)，以便獲得水平NE平面內(nèi)的分量，這樣提供了一明確的方位參考基準(zhǔn)。
因?yàn)锽HSR本身在NE平面內(nèi)，只有BZ和BHS象圖2B所示被作(90°-(I+ΔI))旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生下列分量，B’Z＝BZSin(I+ΔI)+BHSCos(I+ΔI) (1)，和B’HS＝-BZCos(I+ΔI)+BHSSin(I+ΔI)(2)B’Z和B’HS在圖2B中也示出了。
現(xiàn)在圖2A中草擬了在NE平面內(nèi)的新情況。
如以上所解釋，BHSR已在水平面內(nèi)定位，且B’Z已示出，而另一方面B’HS只有想象成從此水平面向上指向。在此NE面內(nèi)進(jìn)行了一ΔA的進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)，即，從第二鉆孔的HSR方向旋到第一鉆孔的HSR方向或橫截方向(l)。
這樣，產(chǎn)生下列分量，BZ”＝BZ’CosΔA-BHSRSinΔA (3)，和B’HSR＝Bl＝BZ’SinΔA+BHSRCosΔA(4)這兩個(gè)分量都在圖2A中示出。
在以后步驟中獲得一明確傾斜參考基準(zhǔn)。進(jìn)行一(90°-I)的旋轉(zhuǎn)以便到達(dá)圖2B中的線10b，因此那樣獲得的分量已和方位角方向在空間上排成直線。對B”Z和B’HS應(yīng)用的此旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生，BZ＝BZ”SinI-BHS’CosI (5)，和BHS”＝Bu＝BZ”CosI+B’HSSinI(6)，這樣獲得在向上方向(u)的分量。
分別在Bl和Bu，(4)和(6)中，最初的BHS，BHSR，和BZ可以替換，給出，Bl＝〔BZSin(I+ΔI)+BHSCos(I+ΔI)〕SinΔA+BHSRCosΔA (7)，及Bu＝{〔BZSin(I+ΔI)+BHSCos(I+ΔI)〕CosΔA-BHSRSinΔA}CosI+{-BZCos(I+ΔI)+BHSSin(I+ΔI)}SinI(8)本情況下假設(shè)只是小偏差。對進(jìn)一步的測量，這意味著ΔA很小，因而使用近似值CosΔA＝1和SinΔA。應(yīng)用這些近似值和熟知的基本感觸函數(shù)關(guān)系，得出下式Bl＝〔BZSin(I+ΔI)+BHSCos(I+ΔI)〕ΔA+BHSR(9)，和Bu＝BZSinΔI+BHsCosΔI-BHSRCosIΔA(10)如通常測量的分量，即，Bx，By，Bz，隨后轉(zhuǎn)換成BHS，BHSR，BZ坐標(biāo)，并構(gòu)成Bu和Bl，按照B＝BP+BE(11)既包括地磁場BE，也包括套管部分的磁極強(qiáng)度BP。
為了得到向上和橫向方向上明確規(guī)定的磁極強(qiáng)度分量BP，u，BP，l，必須對地磁場BE校正測量到的分量。
通常，地磁場用它的向北和豎直方向分量標(biāo)明特征，分別有BN和BV表示，對地球上大多數(shù)地方都如此。通常，用熟知的旋轉(zhuǎn)使BN和BV變到I-A坐標(biāo)系中，獲得HS，HSR和Z方向的下列分量BE，HS＝-BVSinI+BNCosACosI (12)，BE，HSR＝-BNSinA (13)，及BE，Z＝BVCosI+BNCosASinI(14)，在向上(u，HS)和橫向(l，HSR)方向上的分量，分別在式12和13中，可用以上l-B和u-B磁場分量，分別在9和10中，非常方便地合并，而這些分量對I-A坐標(biāo)系也可獲得，以得到以上所述明確定義的磁極強(qiáng)度分量。
這樣，當(dāng)使用BP＝B-BE(11’)獲得下列磁極強(qiáng)度分量，BP，u＝BZSinΔI+BHSCosΔI-BHSRCosIΔA+BVSinI-BNCosICosA(15)，和BP，l＝{BZSin(I+ΔI)+BHSCos(I+ΔI)}ΔA+BHSR+BNSinA(16)至于第一鉆孔的套管部分磁極強(qiáng)度說明如下。在大多數(shù)的情況下，套管部分在被安放到鉆孔中形成產(chǎn)油井的套管之前被磁化。結(jié)果是得到一系列磁極，其中一對對發(fā)揮條形磁鐵的作用。例如當(dāng)在井噴情況下必須鉆勘一釋放井時(shí)，使那樣一套管適合于用作標(biāo)志?？墒?，當(dāng)以上進(jìn)展時(shí)，把套管部分安放到鉆孔中的過程中，粗糙的操作條件產(chǎn)生了。因此明確定義的套管磁化強(qiáng)度實(shí)質(zhì)上變了樣。而且，磁性材料要經(jīng)受地磁場作用。取決于定位和方向，或者是材料本身被磁化了，或者是應(yīng)用的磁化強(qiáng)度已被修改。鑒于上述，顯然在許多情況下套管部分的真正磁化強(qiáng)度值并不知道。
此外，套管部分假設(shè)是象條形磁鐵一樣沿著一條基本直的線連接起來，允許近似為一系列磁單極子，而這在基礎(chǔ)物理中是熟知的。這意味著對每個(gè)深度di，橫向和向上磁極強(qiáng)度場值呆表達(dá)如下，Bp,li=Σk=1NPk4πli[li2+ui2+(z-zk)2]3/2-----(17),]]>和Bp,ui=Σk=1NPk4πui[li2+ui2+(z-zk)2]3/2----(18)]]>Pk是沿第一鉆孔在位置ZK處的磁場磁極強(qiáng)度，(Z-ZK)是ZK和Z＝0間的距離，其中Z＝0是第一鉆孔和第二鉆孔中測量工具間最接近的點(diǎn)。
按照本發(fā)明產(chǎn)生了以下公式，BP，li/BP，ui＝li/ui(19)這樣，此關(guān)系式獨(dú)立于磁極強(qiáng)度值PK。
再參考圖2A和2B，對于角度ΔA和ΔI，在深度di處橫向和向上的距離可寫作，
li＝li-1+(di-di-1)·ΔA (20)，和ui＝ui-1+(di-di-1)·SinΔI(21)其中ΔA很小，li-1和ui-1是在前一測量點(diǎn)di-1上橫向的和向上的距離。
對深度di按一簡化形式把(15)和(16)重寫為BP，ui＝Bu1·ΔA·+Bu2(15’)BP，li＝Bl1·ΔA+Bl2(16’)且應(yīng)用(19)到(21)，然后得到以下結(jié)果，ΔAi=Bu2li-l-Bl2uiBllui-Bulli-l-Bu2(di-di-l)----(22)]]>從以上顯然現(xiàn)在可以得出第二鉆孔在di處所有定向數(shù)據(jù)，因?yàn)棣由傾斜角I和(I+ΔI)確定，其角度可按一已知方式用加速度表找出，且ΔA如以上所示確定。
本發(fā)明的下一步驟中，如以上所示獲得的定向數(shù)據(jù)必須同預(yù)先確定的方向數(shù)據(jù)比較。這意味著得到的ΔA和ΔI不應(yīng)超出預(yù)先確定的范圍ΔA0和ΔI0，最好ΔA0和ΔI0小于10°。
依據(jù)所述的比較，或是在此前所遞從的方向上繼續(xù)鉆勘操作，或是在橫向方向，向上方向或同時(shí)兩個(gè)方向上鉆勘方向進(jìn)行校正。
可以使用任何合適的坐標(biāo)系代替以上指出的坐標(biāo)系C和D。例如僅對C可以選用常用的NEV坐標(biāo)系。此外單獨(dú)對D可以選用XYZ坐標(biāo)系或甚至用柱坐標(biāo)系。同樣方法可以選取方向參數(shù)di，雖然如以上解釋I，A，HS和HSR是通常的量。
在更進(jìn)一步的實(shí)施方式中，本發(fā)明的方法優(yōu)點(diǎn)是允許測定套管部分的磁化的強(qiáng)度和方向。這樣，磁化強(qiáng)度基本上失真與/或偏離可以提供套管情況的有用信息。
而且，若在開始鉆勘操作就已知磁極強(qiáng)度，那么可以緊密依靠所述強(qiáng)度進(jìn)行鉆勘操作，在另一方面本發(fā)明的方法有利地允許一個(gè)針對獲得的定向數(shù)據(jù)的檢查過程。
若因?yàn)槟承┰颍诙@孔的選定方向不平行于第一鉆孔的方向，可以應(yīng)用如以上解釋的同樣方法，再次設(shè)置A和I角以組成選定的方向，通過應(yīng)用(19)本發(fā)明的方法可極大有利地使用。在那種情況下必須意識(shí)到，由于磁極強(qiáng)度的可測性，在鉆孔間的距離不應(yīng)變得太大。
在此技術(shù)領(lǐng)域眾所周知，依據(jù)套管類型，可以獲得高到18000μwb的磁通量的磁極強(qiáng)度，此磁極強(qiáng)度允許測量低到2μT的磁通密度。這意味著橫向或向上的距離最好不超過30m左右。
在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施方式2中l(wèi)i/ui≤1，這樣在確定ΔA過程中一系列誤差被最小化了，這點(diǎn)可從(19)中看出。
而且象以上所解釋的本發(fā)明的方法可用于檢驗(yàn)一靠近于第一鉆孔的沒下套管的第二鉆孔的方向和位置，而此第一鉆孔有一精確已知的位置且配有磁化了、磁極強(qiáng)度適于在第一鉆孔中測量的套管部分。此情況中鉆勘過程中的測量顯然被從已鉆好的鉆孔中測量所替換。
除以上之外，如以上解釋的本發(fā)明的方法可有利地用于套了管的第一鉆孔方向和位置的確定，而此第一鉆孔配有磁化了的，磁極強(qiáng)度適于從第二鉆孔測量的套管部分，而此第二鉆孔沒下套管且有精確已知的位置。例如，當(dāng)?shù)诙@孔用陀螺鉆勘控制手段精確地鉆勘時(shí)，可以應(yīng)用相反的操作方法。
此發(fā)明方法有利應(yīng)用于粘土砂層地層中鉆勘一對孔洞，此種地層常常要注入蒸汽，以得到希望的產(chǎn)油量。
從前面的說明對精通些技術(shù)的人而言，對本發(fā)明的各種修改是顯而易見的，這樣的修改都落在所附的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.沿一選定的與已在地層中形成的一鄰近鉆孔相應(yīng)的方向，在地層中產(chǎn)生一鉆孔的方法，此方法包括·在所述的第一鉆孔中沿深度方向在許多位置上安放電磁源裝置，而所述的電磁源裝置產(chǎn)生擴(kuò)展到所述的第二鉆孔中的電磁場；·在第二鉆孔中一選定的深度di處安放電磁場測量裝置，所述的測量裝置能夠測量所述電磁場；·操作測量裝置以便測量所述電磁場；·從測得的電磁場中確定電磁場分量，而此分量至少包括兩個(gè)在方向上基本垂直于第一鉆孔縱軸的分量；·從所述的至少兩個(gè)分量確定方向參數(shù)，此方向參數(shù)表示與鄰近鉆孔相應(yīng)的鉆孔方向。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一鉆孔構(gòu)成鄰近的鉆孔，及第二鉆孔構(gòu)成正被產(chǎn)生的鉆孔。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述至少兩個(gè)分量的方向基本上相互垂直，并且方向參數(shù)通過確定所述兩分量的比率而確定。
4.權(quán)利要求3的方法，其中由應(yīng)用B1，i/B2，i＝S1，i/S2，i確定所述兩分量的比率，而B1，i和B2，i是沿所述方向在深度di處各電磁場強(qiáng)度分量，及S1，i和S2，i是沿所述的電磁場測量裝置和第一鉆孔間距離的方向的各自分量。
5.權(quán)利要求1-4中任何一個(gè)的方法，其中通過在所述鉆孔內(nèi)移動(dòng)所述的源裝置實(shí)現(xiàn)沿鉆孔長度方向在所述的許多位置上安放所述的電磁源裝置。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述電磁源裝置包括一電磁線圈。
7.權(quán)利要求1-4中任何一個(gè)的方法，其中所述電磁源裝置包括安裝在第一鉆孔中的一套管，而此套管沿第一鉆孔長度在所述的許多位置上被磁化了。
8.權(quán)利要求1-7中任何一個(gè)的方法，其中為了確定由電磁源裝置產(chǎn)生的電磁場的所述分量，測到的電磁場因地球磁場而加以校正。
9.權(quán)利要求1-8中任何一個(gè)的方法，其中所述的表示與鄰近鉆孔相應(yīng)的鉆孔方向的方向參數(shù)構(gòu)成所述鉆孔的方位角之間的偏差。
10.權(quán)利要求1-9中任何一個(gè)的方法，其中所述鉆孔被產(chǎn)生以便基本上平行于鄰近鉆孔而延伸。
11.權(quán)利要求1-10中任何一個(gè)的方法，其中所述鉆孔基本上在一水平面內(nèi)延伸。
12.權(quán)利要求1-11中任何一個(gè)的方法，其中測定所述電磁場分量的步驟包括測定笛卡爾坐標(biāo)系XYZ中電磁場分量，其中的Z是沿第二鉆孔的縱軸定向。
13.權(quán)利要求1-12中任何一個(gè)的方法，其中所述表示與鄰近鉆孔相應(yīng)的鉆孔方向的方向參數(shù)用于確定所述鉆孔繼續(xù)鈷勘的方向。
14.沿一選定的與已在地層中形成的一鄰近鉆孔相應(yīng)的方向，在地層中產(chǎn)生一鉆孔的系統(tǒng)，此系統(tǒng)包括·在所述的第一鉆孔中沿長度方向在許多位置上安放的電磁源裝置，所述的電磁源裝置產(chǎn)生擴(kuò)展到所述的第二鉆孔中的電磁場；·在第二鉆孔中一選定的深度di處安放的電磁場測量裝置，所述的測量裝置能夠測量所述電磁場；·操作測量裝置以便測量所述電磁場的方法；·從測得的電磁場中確定電磁場分量的方法，此分量至少包括兩個(gè)在方向上基本垂直于第一鉆孔縱軸的分量；·從所述的至少兩個(gè)分量測定一個(gè)方向參數(shù)的方法，此方向參數(shù)表示與鄰近鉆孔相應(yīng)的鉆孔方向。
15.基本象在前文說明的方法，參考附圖。
16.基本象在前文說明的系統(tǒng)，參考附圖。
全文摘要
提供了一種方法，此方法沿與已在地層中形成的鄰近的一個(gè)鉆孔相應(yīng)的、選定的方向在地層中產(chǎn)生一鉆孔。此方法包括在所述的第一個(gè)鉆孔中沿長度方向在許多位置上安放電磁源裝置，而所述的電磁源裝置感生擴(kuò)展到所述的第二個(gè)鉆孔中的電磁場。電磁場測量裝置安放在第二個(gè)鉆孔中一選定的深度di，且所述測量裝置能夠測量所述電磁場。操作測量裝置以便測量所述電磁場，且從測量的電磁場中，可測定電磁場分量，此分量至少包括兩個(gè)在方向上基本垂直于第一鉆孔縱軸的分量。從所述的至少兩個(gè)分量，可測定方向參數(shù)此方向參數(shù)表示與鄰近鉆孔相應(yīng)的鉆孔方向。
文檔編號(hào)E21B47/0228GK1138887SQ95191226
公開日1996年12月25日 申請日期1995年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月13日
發(fā)明者羅賓·阿吉紐斯·哈特邁, 艾爾維拉·漢吉卡·莫爾德 申請人:國際殼牌研究有限公司