專(zhuān)利名稱(chēng)：探測(cè)構(gòu)造中的邊界的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)在地球構(gòu)造中的兩個(gè)構(gòu)造區(qū)域之間的邊界進(jìn)行探測(cè)的方法。尤其涉及對(duì)具有不同電子阻率的構(gòu)造區(qū)域之間的邊界的探測(cè)方法，其中使用一種存在于井眼中的電測(cè)井工具，所述井眼伸入到至少一個(gè)所述構(gòu)造區(qū)域中。
由于鉆井以及工程技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越需要能夠提供井眼周?chē)挠嘘P(guān)地球構(gòu)造的詳細(xì)信息的方法。具有不同特性的構(gòu)造區(qū)域之間的邊界的定位，對(duì)于地質(zhì)學(xué)家或者鉆井工程師來(lái)說(shuō)是很重要的。能夠探測(cè)出靠近井眼的邊界的存在是特別重要的。可以使用這樣的信息來(lái)相應(yīng)地操縱鉆孔。例如，現(xiàn)代鉆孔技術(shù)允許水平井的鉆孔深入到充分橫向的含油構(gòu)造層。含油構(gòu)造層例如可以被夾在含水構(gòu)造層之間，因此在這種情況下，非常希望操縱鉆頭不至于穿過(guò)含油層和含水層之間的邊界。
需要探測(cè)構(gòu)造區(qū)域之間邊界的其他例子包括最佳位置的確定，以便獲得礦樣，或者包括在井眼中的位置的確定，在所述位置處需要外殼。
在地球構(gòu)造中邊界一般是隔離構(gòu)造區(qū)域的，所述構(gòu)造區(qū)域在至少一個(gè)特征屬性上是相當(dāng)不同的。為了通過(guò)測(cè)量來(lái)探測(cè)邊界，所述測(cè)量必須對(duì)特征屬性的變化敏感。本發(fā)明涉及一種所述特征屬性是電子阻率的情況，電子阻率在說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求中將簡(jiǎn)稱(chēng)為電阻率。
電阻率的測(cè)量在用于描述沿井眼的地球構(gòu)造的特性的領(lǐng)域中使用，并且這種測(cè)量通常在打井眼的期間或之后由測(cè)井工具來(lái)實(shí)施。例如，含油構(gòu)造層一般顯出比含水構(gòu)造層高的電阻率。如果井眼中某一確定的位置上，所測(cè)量的電阻率突然變化，那么這一變化典型地表明在所述位置，井眼穿過(guò)構(gòu)造區(qū)域之間的邊界。然而，在構(gòu)造中并在一定距離內(nèi)探測(cè)出邊界，而無(wú)需使井眼實(shí)際穿過(guò)邊界才是人們所希望的。
用于測(cè)量電阻率的幾種類(lèi)型的測(cè)井工具在本領(lǐng)域中是公知的。一種特定類(lèi)型的工具就是所謂的電阻率測(cè)井工具包括若干電極。這些測(cè)井工具是通過(guò)如下方式來(lái)操作的從一個(gè)或多個(gè)電極放射電流并且經(jīng)由井眼而進(jìn)入構(gòu)造中，以及在測(cè)井工具上的確定電極處測(cè)量結(jié)果電勢(shì)(或者電流)。以所謂的逆處理確定通過(guò)這些測(cè)量而得到的電阻率。
專(zhuān)利號(hào)為No.3838335的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種在豎向井眼中使用測(cè)井工具來(lái)確定一橫向地下表面邊界的存在以及到達(dá)所述地下表面邊界的距離的方法。所述方法包括從位于測(cè)井工具上的一單個(gè)電流電極中發(fā)射電流，以及在兩個(gè)電勢(shì)電極處測(cè)量電勢(shì)，所述電勢(shì)電極安置在所述電流電極的上面和下面的相等距離上(約為大于100米)。所述電勢(shì)電極具有它們到電流電極的距離的大約十分之一的長(zhǎng)度。在測(cè)井工具之前的橫向邊界導(dǎo)致了在電勢(shì)電極之間的電勢(shì)差，這用來(lái)確定所述橫向邊界的深度。
專(zhuān)利號(hào)為No.5038108的美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種用于從井眼的內(nèi)部探測(cè)到達(dá)邊界的距離的方法，此邊界與井眼平行的延伸。在已知的方法中，使用了一種具有單個(gè)發(fā)射器電極的測(cè)井工具，并且使用若干探測(cè)器電極來(lái)實(shí)施電阻率測(cè)量，所述探測(cè)器電極被安置在逐漸遠(yuǎn)離發(fā)射器電極的距離上。測(cè)量的結(jié)果與先前獲得的參考曲線進(jìn)行對(duì)比，藉此提供到達(dá)邊界的距離。
本發(fā)明涉及關(guān)于井眼周?chē)臉?gòu)造區(qū)域的電阻率的先有知識(shí)是可利用的情形。所述電阻率例如可以是通過(guò)對(duì)相同或相近的井眼中的單獨(dú)測(cè)量中獲知，或者基于地質(zhì)數(shù)據(jù)估算出來(lái)。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及另一構(gòu)造區(qū)域存在于井眼附近的情形。在相對(duì)于井眼的兩個(gè)構(gòu)造區(qū)域之間的邊界的相對(duì)方位，經(jīng)常被已知或者基于其他的可利用數(shù)據(jù)而被估算出來(lái)，例如通過(guò)地震測(cè)量。所述兩個(gè)構(gòu)造區(qū)域?qū)⒃谡f(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中被稱(chēng)為第一和第二構(gòu)造區(qū)域，其中第一構(gòu)造區(qū)域是在測(cè)井工具處，包圍井眼的區(qū)域。第一構(gòu)造區(qū)域由一邊界與更遠(yuǎn)的第二構(gòu)造區(qū)域分開(kāi)，這樣的邊界具有相對(duì)于井眼的確定的相對(duì)方位。所述相對(duì)方位一般可以是平行的，垂直的，或者是任何其他的方位。第一構(gòu)造區(qū)域具有已知的電阻率ρ1，且第二區(qū)域具有不相同的電阻率ρ2≠ρ1。
需要一種有效的方法來(lái)用于探測(cè)這樣的邊界。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種遠(yuǎn)距離探測(cè)具有不同電阻率的構(gòu)造區(qū)域之間的邊界的存在的方法。
為此，提供一種在地球構(gòu)造中使用具有若干電極的測(cè)井工具來(lái)探測(cè)具有已知電阻率的第一構(gòu)造區(qū)域和具有與第一構(gòu)造區(qū)域不同的電阻率的第二構(gòu)造區(qū)域之間的邊界的方法，所述電極包括監(jiān)控電極，其中所述第一構(gòu)造區(qū)域由井眼穿過(guò)，所述井眼充滿(mǎn)了已知電阻率的流體，這種方法包括步驟a)選擇測(cè)井工具在井眼中的位置；b)相對(duì)于所選的測(cè)井工具的位置，假定邊界的位置，相對(duì)于所選的位置選擇井眼外部的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，以及在每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)中為所選擇的參數(shù)選擇目標(biāo)值；c)假定一個(gè)模型，其中在井眼中的測(cè)井工具被一無(wú)限且均一的構(gòu)造所包圍，所述構(gòu)造具有與第一構(gòu)造區(qū)域的已知電阻率相等的電阻率，以及確定怎樣給至少兩個(gè)電極通電，以便在每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)中所選擇的參數(shù)具有目標(biāo)值；d)在監(jiān)控電極處選擇監(jiān)控參數(shù)；e)將測(cè)井工具放置在井眼中的選定位置處；f)在所選位置處確定監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值，所述監(jiān)控參數(shù)按照步驟c中確定的方式給至少兩個(gè)電極通電而產(chǎn)生的；以及g)解釋監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值以探測(cè)邊界。
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用包圍所述工具的構(gòu)造中的目標(biāo)點(diǎn)可以從遠(yuǎn)處探測(cè)邊界，所述目標(biāo)點(diǎn)的選擇依賴(lài)于已知或者預(yù)期的測(cè)井工具和邊界之間的相對(duì)方位。術(shù)語(yǔ)“目標(biāo)點(diǎn)”將在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中用以指示在構(gòu)造中的預(yù)定位置，在確定的情況下，在目標(biāo)點(diǎn)處可以提供一種電子性質(zhì)的已選的目標(biāo)值。如果以特殊方式對(duì)測(cè)井工具進(jìn)行通電，那么可以在目標(biāo)點(diǎn)提供電子性質(zhì)的目標(biāo)值。術(shù)語(yǔ)“通電”用在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中指的是在測(cè)井工具的一個(gè)或多個(gè)電極處提供確定的電子參數(shù)，例如電流，電流密度，或者電勢(shì)。
如果關(guān)于所述工具的所有相關(guān)參數(shù)及其緊鄰的環(huán)境是已知的，就可以確定需要如何對(duì)測(cè)井工具進(jìn)行通電，以便在目標(biāo)點(diǎn)提供電子參數(shù)的目標(biāo)值。為此，需要一個(gè)模型。一種簡(jiǎn)單的模型是一種在無(wú)限大并且均一構(gòu)造中的已知幾何圖形的測(cè)井工具，所述構(gòu)造具有已知的電阻率。另一模型可以另外包括具有有限直徑的井眼，并且其充滿(mǎn)了已知電阻率的流體，例如鉆探泥漿，并且還可以適當(dāng)?shù)陌ň鄣拈L(zhǎng)度和在井眼中測(cè)井工具的位置。如果離第二構(gòu)造區(qū)域最近的邊界離所述工具有足夠長(zhǎng)的距離，例如，是測(cè)井工具的長(zhǎng)度的5倍(在任何兩個(gè)電極之間的最大距離)或者更多，那么上述兩種模型的后者在許多實(shí)施例中是足夠的，以便確定需要如何對(duì)所述工具通電。在這種情況下，第一構(gòu)造區(qū)域可被認(rèn)為是無(wú)限大的構(gòu)造區(qū)域。
一種更完善的模型可以用來(lái)描述其中電阻率邊界存在于離在井眼中的測(cè)井工具有少數(shù)幾米的或者更少的距離處的情形。
此外，可以選擇在所述工具的監(jiān)控電極處的電子參數(shù)來(lái)作為監(jiān)控參數(shù)，并且如果所述測(cè)井工具根據(jù)所選的模型在一環(huán)境中被通電，那么這個(gè)附加參數(shù)所具有的值可被確定。
本發(fā)明例如可以用來(lái)有效的確定從測(cè)井工具到相鄰地球構(gòu)造中的邊界的距離。它也可以用以確定測(cè)井工具已經(jīng)到達(dá)相距這樣的邊界的預(yù)定距離處，所述測(cè)井工具經(jīng)由井眼前進(jìn)。
將通過(guò)實(shí)例并參考附圖的方式來(lái)描述本發(fā)明，其中

圖1用示意圖示出了在地下構(gòu)造中點(diǎn)電極的反射原理；圖2用示意圖示出了在地下構(gòu)造中的包括點(diǎn)電極的測(cè)井工具的反射原理；圖3用示意圖示出了在沿圖2的Z軸延伸的無(wú)限均一的構(gòu)造中的電勢(shì)的第一實(shí)例；
圖4用示意圖示出了在沿圖2的Z軸延伸的無(wú)限均一的構(gòu)造中的電勢(shì)的第二實(shí)例；圖5用示意圖示出了在監(jiān)控電極處作為到邊界距離的函數(shù)的電勢(shì)的一個(gè)實(shí)例；圖6用示意圖示出了在地下的地球構(gòu)造中的測(cè)井工具的一個(gè)實(shí)施例，用于根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)行操作；圖7用示意圖示出了對(duì)應(yīng)于(a)單獨(dú)對(duì)電極61，(b)單獨(dú)對(duì)電極62，或者(c)同時(shí)對(duì)兩個(gè)電極加電的情況下，在均一地球構(gòu)造中的已計(jì)算出的電勢(shì)的實(shí)例，所述電勢(shì)作為監(jiān)控電極沿著圖6中Z軸的距離的函數(shù)；圖8用示意圖示出了在第二構(gòu)造區(qū)域55中三個(gè)不同的電阻率ρ2值的情況下，在圖6中的監(jiān)控電極13處計(jì)算出的電勢(shì)的實(shí)例，其依賴(lài)于到邊界56的距離。
請(qǐng)參考由W.M.Telfort和L.P.Geldart以及R.E.Sheriff所寫(xiě)的書(shū)‘Applied Geophysics’，第2版，劍橋大學(xué)1990出版，尤其參考第522頁(yè)-529頁(yè)。在書(shū)中，描述了一般用來(lái)描述在地下構(gòu)造中由通電電極引起的電子參數(shù)的理論的基本方面。它特別說(shuō)明了如何通過(guò)使用電子鏡像來(lái)考慮在電極的臨近地區(qū)中的邊界的效應(yīng)。在討論本發(fā)明之前，將簡(jiǎn)述所述理論的主要觀點(diǎn)，并且在該討論中將用到的術(shù)語(yǔ)以及符號(hào)適用于本發(fā)明。
在具有電阻率ρ(單位ohm.m)的均一構(gòu)造中，與發(fā)射電流I(單位A)的點(diǎn)電極相距r(單位m)處的電勢(shì)Φ(單位V)通過(guò)如下給出Φ=Iρ4πr---(1)]]>注意，選擇的電勢(shì)Φ對(duì)于一個(gè)無(wú)限大的距離r，它將趨向于零，并且除非另外說(shuō)明，否則在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所提到的所有其它的電勢(shì)同樣是正確的。
參考圖1a和圖1b，圖1a用示意圖示出了一地下構(gòu)造1，其中電流發(fā)射點(diǎn)電極2位于具有已知電阻率ρ1的第一構(gòu)造區(qū)域4中。具有電阻率ρ2的第二構(gòu)造區(qū)域5存在于靠近電極2的構(gòu)造區(qū)域1中，并且通過(guò)邊界6與第一構(gòu)造區(qū)域4分離。
在第一構(gòu)造區(qū)域4中點(diǎn)8處的電勢(shì)將被確定。為此，所述邊界由鏡像電極2’替換，此電極在構(gòu)造區(qū)域4’中選擇適當(dāng)大小的電流放射，所述構(gòu)造區(qū)域4’具有與第一構(gòu)造區(qū)域4相同的電阻率ρ1。這在圖1b中示出，其中邊界6的位置現(xiàn)在由一虛線表示。鏡像電極2’相對(duì)于邊界6定位于電極2的幾何鏡像的位置上。
在構(gòu)造4中于點(diǎn)8處由電極2生成的電勢(shì)Φ通過(guò)如下公式給出Φ8=ρ14π(Ir8+γIr8′)---(2)]]>其中γ=ρ2-ρ1ρ2+ρ1---(3)]]>r8是電極2和點(diǎn)8之間的距離，r8`是電極2的鏡像2`和點(diǎn)8之間的距離，其等于點(diǎn)8的鏡像點(diǎn)8`與電極2之間的距離，且I是由電極2發(fā)射的電流。
其它的變量具有如前面給出的相同的意思。無(wú)量綱(dimensionless)的變量γ被稱(chēng)為反射系數(shù)或電阻率常量。
根據(jù)等式2，點(diǎn)8處的電勢(shì)是兩個(gè)部分的和，Φ8＝Φ8，hom+Φ8，boundary·(4)第一部分，Φ8,hom=ρ1I/4πr8]]>等于由電極2在無(wú)限均一的構(gòu)造中所生成的電勢(shì)，以及第二部分，Φ8,boundary=ρ1γI/4πr8′]]>相當(dāng)于邊界的效應(yīng)，此邊界可以被視為由鏡像電極2`所生成的電勢(shì)。進(jìn)一步的注釋?zhuān)?，boundary＝γΦ8`，hom` (5)也就是，在電阻率為ρ1的均一且無(wú)限的構(gòu)造中，在點(diǎn)8處由邊界的效應(yīng)導(dǎo)致的電勢(shì)部分等于電極2在鏡像點(diǎn)8`中將導(dǎo)致的電勢(shì)，其中后者的電勢(shì)與系數(shù)γ相乘。
現(xiàn)參考圖2a和2b，其用示意圖示出了在地下構(gòu)造1中的測(cè)井工具10，該測(cè)井工具包括三個(gè)點(diǎn)電極11、12、13。地下構(gòu)造1由第一構(gòu)造區(qū)域4和第二構(gòu)造區(qū)域5形成，并且第一和第二構(gòu)造區(qū)域被邊界6分開(kāi)。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用同一附圖標(biāo)記來(lái)指示相同的目標(biāo)。根據(jù)不存在井眼的模型，在第一構(gòu)造區(qū)域4中直觀的示出了測(cè)井工具10。
分別對(duì)第一電極11和第二電極12通電以便能夠放出電流I1和I2。在點(diǎn)8中的關(guān)于電參數(shù)的邊界效應(yīng)可以通過(guò)使用鏡像電極11`，12`以及鏡像點(diǎn)8`進(jìn)行計(jì)算。
在點(diǎn)8作為結(jié)果的總電勢(shì)Φ8，tot可以作為由第一電極11導(dǎo)致的電勢(shì)Φ8，1和由第二電極12導(dǎo)致的電勢(shì)Φ8，2的和來(lái)計(jì)算，其中Φ8,i=ρ14π(Iir8,i+γIIr8,i)---(6)]]>且其中i＝1，2分別相當(dāng)于電極11和12，r8，i是點(diǎn)8和相應(yīng)電極i之間的距離，r8`i，是鏡像點(diǎn)8`和相應(yīng)電極i間的距離，其等于點(diǎn)8和相應(yīng)的鏡像電極之間的距離。
其他的符號(hào)與上述給出的具有相同的意思。
同等式4類(lèi)似，Φ8，tot也包括兩個(gè)部分，由均一組成導(dǎo)致的以及由邊界的效應(yīng)(鏡像)導(dǎo)致的，Φ8，tot＝Φ8，hom+Φ8，boundary`(7)其中Φ8，hom是在具有電阻率為ρ1的均一無(wú)限構(gòu)造中，由電極11和12在點(diǎn)8生成的電勢(shì)，；Φ8，hom也被稱(chēng)為點(diǎn)8的均一電勢(shì)；并且Φ8，boundary是由邊界的效應(yīng)在點(diǎn)8中所導(dǎo)致的電勢(shì)。
等式5也可以被同等的應(yīng)用。
我們現(xiàn)在選擇工具本身上的除點(diǎn)8以外的點(diǎn)，也就是位于點(diǎn)電極13的位置(在圖2b中該點(diǎn)電極13的位置與笛卡爾坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)相一致，如此以致于電極13位于x＝y(tǒng)＝z＝0，邊界位于x＝y(tǒng)＝0，z＝d以及在z軸上的電極13的鏡像13`位于x＝y(tǒng)＝0，z＝2d。注釋?zhuān)趫D2b中的x軸指出紙平面)。在點(diǎn)電極13位置的總電勢(shì)是Φ13，tot＝Φ13，hom+γΦ13’，hom(8)參考圖2和3，以及通過(guò)手中的圖，將對(duì)本發(fā)明的一些基本特征進(jìn)行論述。對(duì)于一個(gè)均一并且無(wú)限的電阻率為ρ1的構(gòu)造來(lái)說(shuō)，圖3示出了在具有電阻率ρ1的均一且無(wú)限的構(gòu)造的情況下，沿圖2中的z軸的電勢(shì)Φhom的實(shí)例，所述電勢(shì)是由對(duì)第一和第二電極11、12通電而形成的。在這種構(gòu)造中，保持Φhom＝Φtot將是清楚的。此外，選擇在電極11和12處的兩電流I1和I2，如此以致電勢(shì)Φhom在這樣的構(gòu)造中的兩個(gè)選擇點(diǎn)處具有預(yù)定值，比方說(shuō)在x＝y(tǒng)＝z＝0(在電極13上)處，以及在均一構(gòu)造中的一目標(biāo)點(diǎn)(x＝y(tǒng)＝0，z＝2dt)處。如果ρ1和ρ2都已知(且為此電阻率為常量γ)，那么電流I1和I2可以例如這樣來(lái)選擇Φ13，hom＝Φhom(x＝y(tǒng)＝z＝0)＝Φ0；Φ13`，hom＝Φhom(x＝y(tǒng)＝0，z＝2dt)＝-Φ0/γ`(9)其中，Φ0是所選擇的電勢(shì)值。
如果通過(guò)在邊界附近的相同電流I1和I2對(duì)工具通電，那么在電極13處的總電勢(shì)，即Φ13，tot將與均一電勢(shì)Φ13，hom不相同。Φ13，tot的值原則上通過(guò)在電極13處的適當(dāng)測(cè)量來(lái)確定。電極13也因此被稱(chēng)為監(jiān)控電極。當(dāng)談及在監(jiān)控電極處的電勢(shì)時(shí)，上標(biāo)‘mon’將在隨后中使用，Φmon＝Φ13。
如果邊界位于如圖2所示的x-y平面中，那么在監(jiān)控電極13處的總電勢(shì)由等式8給出。
結(jié)合等式9，當(dāng)且僅當(dāng)邊界距離電極13有z＝dt遠(yuǎn)時(shí)，監(jiān)控電極13處的總電勢(shì)將趨向于零，如此以致目標(biāo)點(diǎn)(x＝y(tǒng)＝0，z＝2dt)與鏡像電極13`相符。這樣，在監(jiān)控電極13處的電勢(shì)測(cè)量能夠用來(lái)檢測(cè)邊界。特別的，如果在上述情況下測(cè)量到零電勢(shì)，那么就可以推斷出邊界存在于距離dt處。
如果僅有ρ1是已知的，那么以隨后的方式至少可以探測(cè)到邊界的存在。可以選擇的ρ2值(并且因此為γ)。使用這個(gè)值，如果在監(jiān)控電極13處能夠確定零電勢(shì)，那么將清楚地知道邊界的存在。然而，如果選擇的ρ2不同于真實(shí)值，那么就不能以該方式來(lái)準(zhǔn)確地確定距離。
現(xiàn)在參考圖4，該圖示出了對(duì)于一個(gè)具有電阻率為ρ1的均一并且無(wú)限的構(gòu)造來(lái)說(shuō)，沿著圖2的z軸的電勢(shì)的另一個(gè)實(shí)例。在此實(shí)例中，在目標(biāo)點(diǎn)(x＝y(tǒng)＝0，z＝2dt)處的電勢(shì)可以選擇到零。對(duì)于探測(cè)相距dt的邊界來(lái)說(shuō)，這種形式的曲線的優(yōu)勢(shì)在于不需要必須知道ρ2的值(在等式8的末項(xiàng)中，γ的值就無(wú)關(guān)緊要了)。
參考圖5，其舉例說(shuō)明了如何在已經(jīng)選擇了如圖4所示的均一電勢(shì)的情況下探測(cè)邊界。假定所述電極在邊界的不遠(yuǎn)處被通電，并加上與在圖4的均一情形中為提供電勢(shì)分配所需要的電流相同的電流。對(duì)于這種情形，圖5用示意圖示出了在監(jiān)控電極13處的總電勢(shì) 和均一電勢(shì) 之間的差異，其作為在圖2b中從監(jiān)控電極13沿z軸到邊界的距離d的函數(shù)。明顯地，在遠(yuǎn)距離41處，也就是當(dāng)邊界遠(yuǎn)離測(cè)井工具時(shí)，Φtotmon-Φhommon]]>等于零。如果從遠(yuǎn)處接近邊界，那么Φtotmon-Φhonmon]]>首先取得不同于零的值，然后再次接近零。當(dāng)Φtotmon-Φhommon]]>的零交點(diǎn)43被觀測(cè)到時(shí)，就可以推斷監(jiān)控電極位于到邊界的距離dt處，所述距離是目標(biāo)距離的一半。注釋?zhuān)欢?，這只嚴(yán)格地保持在點(diǎn)電極的假定情況下。
參考圖6，用示意圖示出了用于根據(jù)本發(fā)明的方法操作的測(cè)井工具的第一實(shí)施例。在地球構(gòu)造51中，第一構(gòu)造區(qū)域54和第二構(gòu)造區(qū)域55由邊界56隔離。第一構(gòu)造區(qū)域的電阻率已知為10ohm.m。第一構(gòu)造區(qū)域由直徑為1.52厘米的井眼57穿過(guò)。測(cè)井工具60可以沿著井眼57的軸58縱向移動(dòng)以及以井眼57的軸58為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。測(cè)井工具的直徑為1.02厘米并且包括三個(gè)圓柱形的金屬電極61、62、63。選擇電極63以用作監(jiān)控電極。在第一電極61的中心和第二電極62的中心之間的軸向距離為98.30厘米，以及在電極62和63之間的軸向距離為50.80厘米。與本領(lǐng)域的慣例一樣，將電極61和62連接到合適的通電設(shè)備(未示出)上，所述通電設(shè)備被連接到位于地面或接近地面的一個(gè)更遠(yuǎn)的電極上，以便容許給所期望的井底電極61，62中的一個(gè)或者兩個(gè)進(jìn)行通電。井眼充滿(mǎn)了電阻率為0.02ohm.m的鉆探泥漿。在這個(gè)實(shí)例中，井眼57的軸58和邊界56之間的夾角α是足夠小的，以致能夠容許認(rèn)為邊界準(zhǔn)平行于軸58，所述α＝2.87度。
現(xiàn)將論述應(yīng)用本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例。首先，在井眼57中選擇測(cè)井工具60的位置，即位置65。然后，假定將邊界定向?yàn)槌浞制叫杏诰?。相?duì)于位置65處的測(cè)井工具，選擇一目標(biāo)點(diǎn)67，也就是在與監(jiān)控電極63相距2dt＝254厘米的目標(biāo)距離處，其位于與軸58垂直的線68上。在后面，將線68稱(chēng)為z軸，其中在監(jiān)控電極63的中心位置處始終保持z＝0。選擇電勢(shì)作為參數(shù)，并且為目標(biāo)點(diǎn)67選擇0V電勢(shì)的目標(biāo)值。
接著，假定一個(gè)模型，在同井眼57一樣具有相同直徑和相同電阻率的鉆探泥漿的井眼中的工具60被無(wú)限且均一的電阻率為10ohm.m的構(gòu)造所包圍，所述電阻率等于第一構(gòu)造區(qū)域54的電阻率。如果根據(jù)表1對(duì)第一電極61和第二電極62通電，那么使用這個(gè)模型就可以確定在目標(biāo)點(diǎn)67處所能提供的0v的目標(biāo)值。
表1中的值已經(jīng)通過(guò)對(duì)假定模型的拉普拉斯等式進(jìn)行求解而被計(jì)算出。這是在靜態(tài)電場(chǎng)的數(shù)值模擬中使用專(zhuān)有軟件完成的。所述軟件是以三維有限差方法為基礎(chǔ)的。
表1是根據(jù)均一模型的在第一和第二電極處的通電電流以及電勢(shì)的實(shí)例。
如果表1給出的電勢(shì)以及電流與一公因數(shù)相乘，那么也可以提供目標(biāo)值，這是十分清楚的。
圖7示出了已計(jì)算出的在所述構(gòu)造中的電勢(shì)Φhom(V，在縱軸上)，作為圖6中沿z軸到監(jiān)控電極的距離的函數(shù)，在此情況下(a)單獨(dú)對(duì)電極61，(b)單獨(dú)對(duì)電極62，或者(c)同時(shí)對(duì)兩個(gè)電極如同表1給出的那樣在均一構(gòu)造中根據(jù)假定的模型進(jìn)行通電。從曲線c上可以看出，電勢(shì)在距電極63為254厘米的目標(biāo)點(diǎn)處為零。
轉(zhuǎn)回參考圖6，以論述本發(fā)明的方法的第一實(shí)施例，在監(jiān)控電極63處的電勢(shì)，被選作監(jiān)控參數(shù)。
同樣確定這種電勢(shì)的參考值 是有益的，為此根據(jù)表1對(duì)電極61和62通電。這可以通過(guò)計(jì)算來(lái)實(shí)施，或者可以通過(guò)使在井眼57中的一個(gè)位置處的工具通電以及通過(guò)測(cè)量位于監(jiān)控電極處的電勢(shì)來(lái)實(shí)施，其中工具的周?chē)喈?dāng)于所用的模型(特別的，最近的邊界需要足夠的遠(yuǎn)，例如5倍于測(cè)井工具的長(zhǎng)度)。
然后，把測(cè)井工具放置在所選擇的井眼中的位置65上。根據(jù)表1，通過(guò)發(fā)射電流對(duì)在其位置處的電極61和62同時(shí)通電，并且測(cè)量監(jiān)控電極處的被稱(chēng)作探測(cè)值的電勢(shì)。如果探測(cè)值不同于參考值，那么就可以推斷出邊界在測(cè)井工具附近。這進(jìn)一步地在圖8中舉例說(shuō)明。
圖8顯示的是當(dāng)圖6中的邊界存在于測(cè)井工具的附近，并且給工具通上如表1所給出的與電極61和62相同的電流時(shí)，在監(jiān)控電極處的電勢(shì)的數(shù)字模擬的結(jié)果。(在縱坐標(biāo)上)示出了作為探測(cè)值和參考值之間的差Φtotmon-Φhommon]]>的在監(jiān)控電極63處的電勢(shì)，其作為沿z軸的位于監(jiān)控電極和邊界(在橫坐標(biāo)上)之間的距離d的函數(shù)。這個(gè)模擬已在第二構(gòu)造區(qū)域55中的電阻率ρ2為(a)5ohm.m，(b)50ohm.m，以及(c)200ohm.m的情況下被執(zhí)行。
對(duì)于所有實(shí)例所確定的曲線定性地與圖5所示的曲線相一致。應(yīng)該清楚這樣的事實(shí)相對(duì)于曲線b)和曲線c)，曲線a)的整體形狀看上去是顛倒的，這是由于在第一和第二構(gòu)造區(qū)域中電阻率的相對(duì)大小的差異導(dǎo)致的；在曲線a)的實(shí)例中，保持ρ1＞ρ2，但是對(duì)于曲線b)和c)則ρ1＜ρ2。
在所有實(shí)例中存在有電勢(shì)Φtotmon-Φhonmon]]>的零交點(diǎn)。如果可以用實(shí)驗(yàn)方法觀測(cè)到零交點(diǎn)，那么這可作為邊界位置的很好的指示。在圖8中的所有三個(gè)曲線的零交點(diǎn)在到邊界的近似相同的距離d處被觀測(cè)到，所述距離在110厘米和120厘米之間。這與參考圖4和圖5所作的論述相一致。零交點(diǎn)在比目標(biāo)距離2dt＝254厘米的一半稍微短的距離內(nèi)被觀測(cè)到，這是由于這樣的事實(shí)在數(shù)值模擬中考慮了角α＝2.87度，以及考慮了電極的有限維而不是使用點(diǎn)電極?？杀焕斫獾氖?，在類(lèi)似Telfort et al所寫(xiě)的書(shū)以及在圖1-5的論述中的理論描述中，使用點(diǎn)電極有時(shí)是方便的，然而，在事實(shí)上這樣的點(diǎn)電極是不存在的。如果假定把平面邊界安置在比目標(biāo)距離的一半稍微短的距離處，那么在事實(shí)上，將很合適的選擇2dt的目標(biāo)距離，這是十分清楚的；但是也可以說(shuō)，目標(biāo)點(diǎn)實(shí)質(zhì)位于監(jiān)控電極的鏡像位置，所述監(jiān)控電極的鏡像位置與所述平面的假定位置相關(guān)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了如果在所述模擬中使用2dt＝508厘米的目標(biāo)距離，那么通過(guò)進(jìn)一步使用關(guān)于幾何圖形以及測(cè)井工具的環(huán)境的相同參數(shù)來(lái)獲得與參考圖7和圖8所論述的結(jié)果相類(lèi)似的結(jié)果。
此外，還將認(rèn)識(shí)到，對(duì)于在只有電極61和62中的一個(gè)在邊界的附近被通電的這兩種情況下，也可以確定監(jiān)控電極處的電勢(shì)。由如圖8所示的那樣對(duì)電極同時(shí)通電所導(dǎo)致的電勢(shì)，可以通過(guò)在上述兩種情況下確定的電勢(shì)來(lái)計(jì)算。
因此，也可以通過(guò)兩次測(cè)量確定位于監(jiān)控電極處的電勢(shì)的探測(cè)值，其中電極61和62是其中一個(gè)被通電后再對(duì)另一個(gè)通電的，并且在其中對(duì)每種情況下的監(jiān)控電極處的電勢(shì)都進(jìn)行測(cè)量。
再轉(zhuǎn)到圖6的論述中，進(jìn)一步希望確定在鉆孔57中的位置，在此位置上，鉆孔57中測(cè)井工具與邊界56相距一預(yù)定的距離。所以測(cè)井工具60可以沿著井眼57從位置65穿到一不同的位置(未示出)。當(dāng)測(cè)井工具移動(dòng)期間，電極61和/或62可以保持通電，或者當(dāng)?shù)竭_(dá)新的位置時(shí)，可以利用相同的電流對(duì)它們?cè)俅瓮?。在新位置中，再次測(cè)量位于監(jiān)控電極處的電勢(shì)的探測(cè)值。這樣的測(cè)量可以在井眼中的若干位置處重復(fù)進(jìn)行，并且在不同位置處的探測(cè)值可以互相比較。
可以把探測(cè)值作為位置函數(shù)來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)乇容^，以確定發(fā)生特性變化的位置。所述特性變化例如可以是最大值，最小值，或者如果已經(jīng)確定了監(jiān)控參數(shù)的參考值，那么也可以是參考值和探測(cè)值的交叉值。在本例中，當(dāng)保持電極61和62的通電電流為常量時(shí)，將監(jiān)控電極63處的電勢(shì)作為位置函數(shù)來(lái)監(jiān)控，特性變化是探測(cè)值減去參考值的零交點(diǎn)。在井眼中的測(cè)井工具的位置處可觀測(cè)到這個(gè)零交點(diǎn)，可以報(bào)告邊界存在于與所述位置相對(duì)的假定位置處。
在本發(fā)明的另一個(gè)應(yīng)用中，希望可以確定從井眼中的測(cè)井工具的某一個(gè)位置到邊界的距離。這可以通過(guò)下述來(lái)完成，假定若干個(gè)與測(cè)井工具相距不同距離的邊界的可選位置，選擇目標(biāo)點(diǎn)以及相當(dāng)于可選位置的參數(shù)(例如，電勢(shì))的目標(biāo)值，以及為每個(gè)可選位置重復(fù)用于井眼中同一位置的方法的步驟。對(duì)于每個(gè)位置，將更適宜的獲得探測(cè)值以及各自的參考值，并且可以比較探測(cè)值以便確定發(fā)生特性變化的假定位置。特性變化例如可以是探測(cè)值減去監(jiān)控電極處的電勢(shì)的各自參考值的零交點(diǎn)，其當(dāng)作到假定邊界的距離函數(shù)。可觀測(cè)到這個(gè)零交點(diǎn)的邊界的假定位置，可以被報(bào)告為與測(cè)井工具的位置相對(duì)的邊界的位置。
在本發(fā)明的具體實(shí)施例中可被確定的附加參數(shù)為第二(遙遠(yuǎn)的)構(gòu)造區(qū)域的電阻率ρ2。當(dāng)監(jiān)控參數(shù)的若干探測(cè)值在孔底測(cè)量期間被確定時(shí)，例如在井眼中的測(cè)井工具的若干不同位置處測(cè)量時(shí)，或者在測(cè)井工具的一個(gè)固定位置處使用邊界的不同假定位置時(shí)，探測(cè)值可被解釋以便估計(jì)第二構(gòu)造區(qū)域的電阻率ρ2。
作為一個(gè)例子，參考圖8。在此圖中，位于監(jiān)控電極處的電勢(shì)(Φtotmon-Φhommon)]]>的三條曲線，相對(duì)到邊界的距離，涉及第二構(gòu)造區(qū)域的不同電阻率ρ2。如果圖6中的邊界56存在于測(cè)井工具的附近，并且如果以同表1所給出的相同電流在電極61和62處對(duì)工具通電，那么每個(gè)曲線代表在監(jiān)控電極處所測(cè)到的電勢(shì)。
在一實(shí)際例子中，一旦根據(jù)本發(fā)明確定了到邊界的距離，那么在監(jiān)控電極處已測(cè)的電勢(shì)的探測(cè)值就可以被繪制為到邊界的距離函數(shù)。當(dāng)例如探測(cè)值和參考值之間的差Φtotmon-Φhommon]]>如圖8中所繪制的那樣時(shí)，通過(guò)考慮第一構(gòu)造區(qū)域的已知電阻率ρ1，于是第二構(gòu)造區(qū)域的電阻率ρ2就可以得自在零交點(diǎn)(也就是，監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值與在均一構(gòu)造中監(jiān)控參數(shù)已有的參考值交叉的距離處)的函數(shù)的斜率。
當(dāng)不需要電阻率ρ2的實(shí)際值時(shí)，可以使用這個(gè)函數(shù)的斜率的符號(hào)(正號(hào)代表隨著到邊界距離的增加而上升的曲線而負(fù)號(hào)代表下降的曲線)來(lái)獲得關(guān)于反射系數(shù)γ＝(ρ2-ρ1)/(ρ2+ρ1)符號(hào)的信息，并且因此獲得關(guān)于電阻率ρ1和電阻率ρ2的相對(duì)大小。斜率的符號(hào)等于曲線的第一導(dǎo)數(shù)的符號(hào)。
將清楚的是，關(guān)于第二構(gòu)造區(qū)域的電阻率ρ2的信息也可以通過(guò)若干使用不同邊界的假定位置的測(cè)量中獲得，或者從井眼中的測(cè)井工具的一個(gè)固定位置處獲得。優(yōu)選的，使用沿著與監(jiān)控電極相交的直線的目標(biāo)點(diǎn)獲得。對(duì)于每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，可以獲得監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值和參考值。通過(guò)繪制作為目標(biāo)距離函數(shù)的相應(yīng)的一對(duì)參考值和探測(cè)值之間的差來(lái)解釋所測(cè)量的數(shù)據(jù)，繪制的圖形同圖8相似。此函數(shù)具有零交點(diǎn)，在這里目標(biāo)距離大約是到邊界的實(shí)際距離的兩倍。從接近零交點(diǎn)的函數(shù)的斜率中或者從它的符號(hào)中，可以推斷出ρ2的值或反射系數(shù)γ的符號(hào)，其中考慮了已知的電阻率ρ1。
本發(fā)明的方法也可以使用不同的監(jiān)控參數(shù)來(lái)實(shí)施。
在前面已經(jīng)論述過(guò)的一種類(lèi)型的應(yīng)用中，監(jiān)控參數(shù)是位于監(jiān)控電極處的電勢(shì)。合適的，在這個(gè)例子中的監(jiān)控電極是無(wú)源(passive)電極。
另一個(gè)適當(dāng)?shù)谋O(jiān)控參數(shù)可以是位于監(jiān)控電極處的電流。在此實(shí)例中，監(jiān)控電極適宜為有源電極，其可以被通上監(jiān)控電流。對(duì)于均一的實(shí)例，選擇用于對(duì)測(cè)井工具通電的電流是有利的，如此監(jiān)控電流可為零，并且有利于把位于監(jiān)控電極處的各自的電勢(shì)標(biāo)記為均一的電勢(shì)。然后可以例如通過(guò)監(jiān)控電流來(lái)加強(qiáng)位于監(jiān)控電極處的均一電勢(shì)，以及通過(guò)在搜尋監(jiān)控電流的零交點(diǎn)時(shí)，使測(cè)井工具沿著井眼行進(jìn)來(lái)探測(cè)邊界。
在測(cè)量到邊界的距離期間，有必要改變?cè)谝淹姷碾姌O處的相對(duì)電流強(qiáng)度。這在此實(shí)例中有益于分別確定一組不同的監(jiān)控參數(shù)的參考值。一種適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方式如下述。把工具放置在井眼中的一位置上，該位置四周被足夠大的且均一的具有第一構(gòu)造區(qū)域性質(zhì)的構(gòu)造所包圍。對(duì)電極通電，有系統(tǒng)地改變相對(duì)的電流強(qiáng)度。例如，如果存在兩個(gè)已通電的電極，那么一個(gè)電極的電流保持不變，而第二個(gè)電極的電流在第一電流的-0.2倍到-2.0倍的電流之間變化。這個(gè)值域依賴(lài)于工具的幾何形狀，預(yù)期位置和邊界的方位，以及第一和第二構(gòu)造區(qū)域的電阻率。在監(jiān)控電極處的電勢(shì)被記錄為第二電流的函數(shù)，并且因此獲得一組相關(guān)電流強(qiáng)度值域的參考值，所述相關(guān)電流強(qiáng)度是已通電電極的電流強(qiáng)度。能夠獲得相同結(jié)果的可選方式是分別地對(duì)兩個(gè)電極進(jìn)行通電，其中在每種情況中的電流強(qiáng)度在一個(gè)范圍內(nèi)變化。在這兩個(gè)種情況下重復(fù)測(cè)量位于監(jiān)控電極處的電勢(shì)，并且從此可以確定作為電流強(qiáng)度比的函數(shù)的參考值。
如果要探測(cè)邊界，那么已通電電極的相對(duì)電流強(qiáng)度也可以被持續(xù)的改變，例如當(dāng)工具沿著井眼行進(jìn)時(shí)。
在本發(fā)明的應(yīng)用的另一個(gè)變化中，在構(gòu)造中選擇多于一個(gè)的目標(biāo)點(diǎn)。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果在假定邊界的平面中大約選擇4個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，并且如果目標(biāo)點(diǎn)中的電勢(shì)的目標(biāo)值是相同的，那么就可以探測(cè)邊界，所述邊界被假定定向于相對(duì)于測(cè)井工具(以及井眼)的軸的垂直方向上。為了在四個(gè)目標(biāo)點(diǎn)中能夠提供特定的電勢(shì)值，測(cè)井工具優(yōu)選的提供有至少四個(gè)可被通電的電極。
應(yīng)該清楚的是，在發(fā)明的方法中，對(duì)電極的通電可以使用直流電或者交流電來(lái)完成，以及監(jiān)控參數(shù)一般將反映通電頻率。優(yōu)選的，可以使用例如具有60Hz或者更低的低頻交流電流，其防止電荷載體的凈位移以及伴生影響。
監(jiān)控電極可適當(dāng)?shù)鼐哂锈o扣形狀的電極或者常規(guī)的電流聚焦電極。這對(duì)于邊界的角的取向可以是有利的。
在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所用的術(shù)語(yǔ)“井眼”與術(shù)語(yǔ)“井孔”同義。
權(quán)利要求
1.使用帶有包括監(jiān)控電極的若干電極的測(cè)井工具在地球構(gòu)造中探測(cè)第一構(gòu)造區(qū)域和第二構(gòu)造區(qū)域之間的邊界的方法，所述第一構(gòu)造區(qū)域具有已知的電阻率，而第二構(gòu)造區(qū)域具有不同的電阻率，其中第一構(gòu)造區(qū)域被充滿(mǎn)了具有已知電阻率的流體的井眼所穿過(guò)，所述方法包括以下步驟a)選擇測(cè)井工具在井眼中的位置；b)取邊界相對(duì)于所選的測(cè)井工具的位置的一個(gè)位置，相對(duì)于該選定的位置選擇井眼外部的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，以及在每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)中為一個(gè)選定的參數(shù)選擇目標(biāo)值；c)假定一個(gè)模型，其中在井眼中的測(cè)井工具被一無(wú)限且均勻的構(gòu)造所包圍，所述構(gòu)造具有與第一構(gòu)造區(qū)域的已知電阻率相等的電阻率；以及，確定如何給至少兩個(gè)電極通電，以便在每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)中所選擇的參數(shù)具有目標(biāo)值；d)選擇在監(jiān)控電極處的監(jiān)控參數(shù)；e)將測(cè)井工具放置在井眼中的選定位置處；f)在所選位置處確定監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值，所述監(jiān)控參數(shù)通過(guò)按照步驟c)中確定的方式給至少兩個(gè)電極通電而產(chǎn)生；以及g)解釋監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值以探測(cè)邊界。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括步驟經(jīng)由井眼使測(cè)井工具行進(jìn)；沿井眼縱向地選擇測(cè)井工具的一個(gè)或多個(gè)附加位置；在每個(gè)附加位置處重復(fù)步驟f)；比較監(jiān)控參數(shù)在不同位置處的探測(cè)值，并且選擇測(cè)井工具發(fā)生特性變化的位置；以及報(bào)告相對(duì)于作為邊界位置而選擇的測(cè)井工具的位置的邊界的假定位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括步驟假定相對(duì)于井眼中的測(cè)井工具的所選位置的邊界的一個(gè)或多個(gè)可選位置；對(duì)于每個(gè)可選位置，重復(fù)步驟b)，c)以及f)；比較不同位置的監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值并且選擇發(fā)生特性變化的邊界位置；以及報(bào)告相對(duì)于作為邊界位置而選擇的測(cè)井工具的位置的邊界的所選位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于步驟d)進(jìn)一步包括確定監(jiān)控參數(shù)的參考值，所述監(jiān)控參數(shù)是通過(guò)在構(gòu)造中按照步驟c)中所確定的方式并依照在步驟c)中假設(shè)的模型來(lái)給至少兩個(gè)電極通電而發(fā)生的，以及其中步驟g)包括將探測(cè)值比作參考值以便探測(cè)邊界。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于如果監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值充分等于在步驟d)確定的參考值，那么將邊界的假定位置報(bào)告為相對(duì)于測(cè)井工具在井眼中的位置的邊界位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在步驟f)中通過(guò)一次測(cè)量來(lái)確定監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值，其中在所選位置處對(duì)至少兩個(gè)電極同時(shí)通電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在步驟f)中通過(guò)多次測(cè)量來(lái)確定監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值，其中在每次測(cè)量時(shí)對(duì)至少兩個(gè)電極中的至少一個(gè)電極通電。
8.根據(jù)在前的權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于邊界實(shí)質(zhì)上是一個(gè)平面，并且相對(duì)于所述平面的假定位置，在監(jiān)控電極的鏡像的主要位置處選擇一目標(biāo)點(diǎn)，所述監(jiān)控電極是在所選位置處的測(cè)井工具上的。
9.根據(jù)在前的權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在其中一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)處所選擇的參數(shù)是電勢(shì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于電勢(shì)的目標(biāo)值為零伏特。
11.根據(jù)在前的權(quán)利要求的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在測(cè)井工具的不同位置處或邊界的不同假定位置處，確定監(jiān)控參數(shù)的若干探測(cè)值，其中所述方法進(jìn)一步包括解釋監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值以便估算第二構(gòu)造區(qū)域的電阻率。
12.當(dāng)從屬于權(quán)利要求4時(shí)根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在測(cè)井工具的不同位置處確定監(jiān)控參數(shù)的多個(gè)探測(cè)值，所述方法進(jìn)一步包括描繪監(jiān)控參數(shù)的電勢(shì)以作為到邊界的距離函數(shù)的步驟，以及通過(guò)接近到邊界距離的函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的符號(hào)確定反射系數(shù)γ＝(ρ2-ρ1)/(ρ2+ρ1)的步驟，在所述邊界處所述函數(shù)與監(jiān)控參數(shù)的參考值相交，其中ρ1、ρ2分別表示第一和第二構(gòu)造區(qū)域的電阻率。
13.當(dāng)從屬于權(quán)利要求4時(shí)根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于對(duì)于邊界的不同假定位置處，確定監(jiān)控參數(shù)的多個(gè)探測(cè)值和參考值，所述方法進(jìn)一步包括描繪監(jiān)控參數(shù)相應(yīng)的探測(cè)值和參考值之間的差以作為目標(biāo)距離函數(shù)的步驟，以及通過(guò)接近到邊界距離的函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的符號(hào)確定反射系數(shù)γ＝(ρ2-ρ1)/(ρ2+ρ1)的步驟，在所述邊界處所述函數(shù)穿過(guò)零點(diǎn)，其中ρ1、ρ2分別表示第一和第二構(gòu)造區(qū)域的電阻率。
全文摘要
在地球構(gòu)造(51)中使用帶有若干包括監(jiān)控電極(63)的電極(61，62，63)的測(cè)井工具探測(cè)位于具有不同電阻率的第一和第二構(gòu)造區(qū)域(54，55)之間的邊界(56)，其中一井眼貫穿第一構(gòu)造區(qū)域(54)，該方法包括a)選擇測(cè)井工具(60)在井眼(57)中的位置(65)；b)相對(duì)于所選位置(65)，假定邊界的位置(56)，相對(duì)于所選的位置(65)選擇井眼(57)外部的一目標(biāo)點(diǎn)(67)，以及在所述目標(biāo)點(diǎn)(67)中為所選擇的參數(shù)選擇目標(biāo)值；c)假定一個(gè)模型，其中在井眼中的測(cè)井工具(60)被一無(wú)限且均一的構(gòu)造所包圍，所述構(gòu)造具有與第一構(gòu)造區(qū)域(54)的已知電阻率相等的電阻率，以及確定如何給電極(61，62，63)中的兩個(gè)必須通電的電極通電，以便在所述目標(biāo)點(diǎn)(67)中的所選擇的參數(shù)具有目標(biāo)值；d)在監(jiān)控電極(63)處選擇監(jiān)控參數(shù)；e)將測(cè)井工具(60)放置在井眼(57)中的選定位置處(65)；f)確定監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值，所述監(jiān)控參數(shù)按照步驟c中確定的方式給兩電極(61，62，63)通電而產(chǎn)生；以及g)解釋監(jiān)控參數(shù)的探測(cè)值以探測(cè)邊界(56)。
文檔編號(hào)G01V1/00GK1498348SQ02806933
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2002年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月20日
發(fā)明者埃里克·J·本寧－格爾特斯瑪, 埃里克 J 本寧-格爾特斯瑪 申請(qǐng)人:國(guó)際殼牌研究有限公司