專(zhuān)利名稱(chēng)：方位角隨鉆測(cè)量(mwd)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隨鉆測(cè)量(麗D)測(cè)井的領(lǐng)域，具體地用于油氣開(kāi)發(fā)與勘探。
背景技術(shù)：
測(cè)井是用來(lái)測(cè)量地下地質(zhì)構(gòu)造的諸如電阻率之類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)特性的技術(shù)。這樣 的測(cè)量可例如用來(lái)確定鉆頭周?chē)牡叵聵?gòu)造的類(lèi)型。因此，測(cè)井向從事于油氣勘探和開(kāi)采、 以及諸如采礦之類(lèi)的類(lèi)似領(lǐng)域的工程師和地質(zhì)學(xué)家提供有用的信息。 可通過(guò)誘導(dǎo)電流在構(gòu)造中流動(dòng)然后選擇性地測(cè)量電流分布來(lái)執(zhí)行測(cè)井。已開(kāi)發(fā)了 用于執(zhí)行測(cè)井的幾種不同技術(shù)。例如，裸眼井測(cè)井涉及從井眼移除鉆桿和鉆頭，然后降下裸 眼井(open-hole)測(cè)井工具進(jìn)入井眼以獲得所希望的測(cè)量。 也已經(jīng)開(kāi)發(fā)了隨鉆測(cè)量(麗D，也作為隨鉆測(cè)井而已知)系統(tǒng)。這些麗D系統(tǒng)與裸 眼井測(cè)井的不同在于當(dāng)鉆桿在井眼中的同時(shí)可獲得測(cè)量。麗D系統(tǒng)允許諸如電阻率之類(lèi)的 測(cè)井信息在構(gòu)造被鉆頭穿入之后很快在構(gòu)造中得到測(cè)量。這提供了基本"實(shí)時(shí)"的信息，(a) 該信息是在構(gòu)造被鉆井液的流入或其他因素大體變更之前獲得的，并且(b)該信息可被鉆 探者用來(lái)控制鉆井操作，例如通過(guò)引導(dǎo)鉆頭以便穿入(或以便不穿入)由麗D系統(tǒng)檢測(cè)到 的所選構(gòu)造。麗D系統(tǒng)通常包括部署在位于鉆頭附近的鉆桿的部件中或部署在位于鉆頭附 近的鉆桿的部件上的發(fā)送器和傳感器。 —些現(xiàn)有麗D系統(tǒng)已開(kāi)發(fā)了判斷鉆頭是否正在接近構(gòu)造內(nèi)的異常的技術(shù)。然而， 這些技術(shù)一般缺乏精確確定(pinpoint)異常相對(duì)于鉆頭的位置的能力。這樣的技術(shù)還缺 乏在鉆頭的一側(cè)的更導(dǎo)電的異常與鉆頭的另一側(cè)的更不導(dǎo)電的異常之間進(jìn)行區(qū)別的能力。 因此，用在麗D系統(tǒng)中的改進(jìn)技術(shù)是所希望的。
發(fā)明內(nèi)容
公開(kāi)了用于確定描述了地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)的異常的位置的距離、幅度和方位角的各種系 統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法涉及識(shí)別隨鉆測(cè)量(麗D)工具中的幾個(gè)傳感器中的 每一個(gè)處的電特性(例如電阻率或電導(dǎo)率)?；陔娞匦?，生成標(biāo)識(shí)異常的構(gòu)造性質(zhì)的信 息。該信息包括至少一個(gè)幅度和至少一個(gè)距離。標(biāo)識(shí)方位角的信息也基于電特性來(lái)生成。 方位角將異常的構(gòu)造的位置與麗D工具中的第一傳感器的位置相聯(lián)系。方位角可用來(lái)計(jì)算 將異常的位置與已知方向(例如磁北或重力向量)相聯(lián)系的相對(duì)角。 在電特性是電導(dǎo)率的實(shí)施例中，該信息可通過(guò)計(jì)算近電流與遠(yuǎn)電流的比來(lái)生成。 近電流由最靠近異常的傳感器接收，而遠(yuǎn)電流由離異常最遠(yuǎn)的傳感器接收?；谒?jì)算的 比，然后可從查找表中獲得幅度和距離。 所述方法還可涉及判斷異常相比周?chē)牡刭|(zhì)構(gòu)造是更導(dǎo)電的還是更不導(dǎo)電的。此 判斷可基于指示了由構(gòu)造中的麗D工具檢測(cè)的歷史的電導(dǎo)率的信息來(lái)進(jìn)行。可替代地，此 判斷可涉及識(shí)別哪個(gè)傳感器正在接收最大或最小量的電流。 如果異常比地質(zhì)構(gòu)造更導(dǎo)電，則可通過(guò)生成每個(gè)傳感器的電導(dǎo)率值、計(jì)算與在麗D
7工具的相對(duì)側(cè)的第一對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電導(dǎo)率值之間的第一差、計(jì)算與在麗D工具的相對(duì) 側(cè)的第二對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電導(dǎo)率值之間的第二差、然后計(jì)算第一差與第二差的比的反正 切，來(lái)標(biāo)識(shí)方位角。 代替地如果異常比地質(zhì)構(gòu)造更不導(dǎo)電，則可通過(guò)生成每個(gè)傳感器的電阻率值、計(jì) 算與在麗D工具的相對(duì)側(cè)的第一對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電阻率值之間的第一差、計(jì)算與在麗D 工具的相對(duì)側(cè)的第二對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電阻率值之間的第二差、然后計(jì)算第一差與第二差 的比的反正切，來(lái)標(biāo)識(shí)方位角。 可從該信息生成圖形顯示。例如，基于幅度、距離和方位角的圖形可被生成并且被 顯示在極坐標(biāo)顯示上。極坐標(biāo)顯示的中心與麗D工具位于的井眼的位置相對(duì)應(yīng)，并且因此 圖形示出了異常(或者異常的一組可能的位置)相對(duì)于井眼的位置。在一個(gè)實(shí)施例中，圖 形包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)域。每個(gè)區(qū)域表示具有不同的電導(dǎo)率的地質(zhì)構(gòu)造的一部分，并且與該 信息中包括的一個(gè)或多個(gè)幅度和距離對(duì)中的分別一對(duì)相對(duì)應(yīng)(每個(gè)幅度和距離對(duì)與異常 的各個(gè)可能的電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng))。 —個(gè)或多個(gè)帶(每個(gè)都與異常的各個(gè)可能的電導(dǎo)率相對(duì)應(yīng))可顯示在極坐標(biāo)顯示 上?？赏ㄟ^(guò)基于方位角標(biāo)識(shí)切線來(lái)確定帶之間的邊界。切線與具有等于距離之一的半徑的 圓相交。由切線形成邊界的帶然后可在極坐標(biāo)顯示上被標(biāo)記。 上述是概要，并且因此必然包含對(duì)細(xì)節(jié)的簡(jiǎn)化、概括和省略；因此，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，此概要僅是例示性的，并且無(wú)論如何都不希望是限制性的。僅由權(quán)利要求 限定的本發(fā)明的其他方面、發(fā)明特征和優(yōu)點(diǎn)在以下所陳述的非限制性的詳細(xì)描述中將會(huì)變 得明白。
通過(guò)參考下面的描述和附圖可獲得對(duì)本發(fā)明的更完整的理解，其中類(lèi)似的標(biāo)號(hào)指 示類(lèi)似的特征。
圖1示出可使用本發(fā)明的實(shí)施例的鉆井系統(tǒng)。 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、麗D工具中包括的功能的框圖。 圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、示出示例傳感器布置的、麗D工具的截面視圖。 圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、示出另一傳感器布置的、麗D工具的截面視 圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、在麗D工具內(nèi)包括的和/或與麗D工具耦合 的功能的框圖。 圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、穿入包含異常的構(gòu)造的麗D工具的截面視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、由麗D工具生成的和/或利用麗D工具所提 供的信息生成的極坐標(biāo)顯示的框圖。 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、計(jì)算描述構(gòu)造性質(zhì)的信息的方法的流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、生成顯示的方法的流程圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、示出由麗D工具檢測(cè)的到平行異常的邊界的 距離和電阻率對(duì)比之間的關(guān)系的圖。
雖然本發(fā)明易受各種修改和替代形式的影響，但是本發(fā)明的具體實(shí)施例被作為示 例在圖和詳細(xì)的描述中提供。應(yīng)當(dāng)理解，圖和詳細(xì)的描述不希望將本發(fā)明限制到所公開(kāi)的 特定形式。代替地，本發(fā)明要覆蓋落在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有 修改、等同物和替換。
具體實(shí)施例方式
圖1示出鉆井操作如何使用鉆機(jī)10將井眼12切入大地，穿入地下地質(zhì)構(gòu)造。鉆 柱16通過(guò)井眼12，并且被耦合在鉆機(jī)10和鉆頭14之間。鉆柱16包括鉆頭14、接箍28和 鉆桿。 鉆柱16的最下部分由接箍28構(gòu)成。接箍28是在鉆頭14上提供重量并且提供強(qiáng) 度以抵抗它們自己重量之下的屈曲的厚壁桿。鉆桿的壁更薄。鉆桿保持處于拉伸(可通過(guò) 接箍28在鉆頭14上放置重量來(lái)引起)中以防止屈曲。接箍28可具有被稱(chēng)為穩(wěn)定器的徑 向突出物(未示出)?？蛇m于專(zhuān)門(mén)功能的短鉆鋌被稱(chēng)為"接頭"，并且這里對(duì)鉆鋌的引用希 望包括接頭。 鉆機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭14，鉆頭14切入在井眼12的底部的巖石。在一些情況下，鉆機(jī) IO通過(guò)將鉆頭14附接至鉆柱16的下端并且利用地面處的動(dòng)力設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱16，來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆 頭14?？商娲兀鐖D1所示，可由與井眼12中的鉆頭14相鄰的電動(dòng)機(jī)18通過(guò)彎接頭20 來(lái)驅(qū)動(dòng)鉆頭14。例示的布置作為"導(dǎo)向工具(steering tool)"系統(tǒng)而已知，其中鉆柱16 不需要旋轉(zhuǎn)以轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭。然而，可轉(zhuǎn)動(dòng)鉆柱16以對(duì)鉆頭14進(jìn)行導(dǎo)向，以便控制井眼12的 前進(jìn)方向，從而使井眼12的路線能像所希望的那樣被精確導(dǎo)向通過(guò)地下地質(zhì)構(gòu)造。
隨鉆測(cè)量(麗D)工具22位于鉆柱16中，盡可能接近鉆頭14。在被導(dǎo)向的系統(tǒng)中， 麗D工具可位于井下電動(dòng)機(jī)(mud motor) 18之上，以使得麗D工具22通過(guò)有線線路線纜24 接收電力并且向地面返回?cái)?shù)據(jù)，其中有線線路線纜24是沿著不旋轉(zhuǎn)的(或緩慢旋轉(zhuǎn)的)鉆 柱16的中心向下傳遞的。在使用旋轉(zhuǎn)鉆柱16來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭14的系統(tǒng)中，麗D工具22可位 于鉆頭14正上方，并且井下脈沖數(shù)據(jù)遙測(cè)系統(tǒng)(或任何其他適當(dāng)?shù)倪b測(cè)方法)可用來(lái)向地 面返回信息。因此，麗D工具22可操作地定位在井眼12中，通常伴隨著工具22和井壁之 間的環(huán)形空間(例如充滿了鉆井泥漿)。 麗D工具22可結(jié)合方向傳感器26或者與方向傳感器26相關(guān)聯(lián)，方向傳感器26將 方向信息提供至鉆探者以輔助控制對(duì)鉆頭的導(dǎo)向。例如，這樣的方向傳感器可被校準(zhǔn)以指 示麗D工具22相對(duì)于諸如重力向量或磁北之類(lèi)的絕對(duì)方向的位置。麗D工具22還包括每 個(gè)都被配置為檢測(cè)電特性的幾個(gè)電傳感器以及被配置為生成電流的一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器，其 中電特性例如流過(guò)地下地質(zhì)構(gòu)造的電流的量。 在操作中，麗D工具22生成電測(cè)(electrical survey)電流。此電流經(jīng)過(guò)周?chē)?地下地質(zhì)構(gòu)造，并且被麗D工具22內(nèi)包括的電傳感器接收。由每個(gè)傳感器接收到的電流的 部分被麗D工具22內(nèi)的電子電路檢測(cè)和量化。接收到的電流的量具有與接近接收傳感器 的構(gòu)造的電阻率的反比關(guān)系。因此，經(jīng)量化的收到電流信息可被轉(zhuǎn)換為標(biāo)識(shí)構(gòu)造的最接近 部分的電阻率(或者簡(jiǎn)單地作為電阻率的倒數(shù)的電導(dǎo)率)的信息。麗D工具22還可包括或 耦合至遙測(cè)或其他通信設(shè)備以將此信息發(fā)送至大地的表面。 在地面30之上，遙測(cè)接收器和/或其他適當(dāng)?shù)耐ㄐ旁O(shè)備可位于測(cè)井車(chē)32中，該測(cè)井車(chē)32位于鉆機(jī)10附近。因此，通信設(shè)備就位以接收和解釋由麗D工具22和方向傳感器 26生成的信息，從而信息可被收集用于以后的分析以及/或者被用來(lái)將井眼12導(dǎo)向進(jìn)入所 希望的位置(例如為了最大化對(duì)來(lái)自所選油藏的烴類(lèi)的開(kāi)采)。 數(shù)據(jù)顯示板34可被設(shè)置在鉆機(jī)10和/或測(cè)井車(chē)上或附近，以向操作者(例如鉆 探者、工程師、地質(zhì)學(xué)家等)給出與井眼12的方向前進(jìn)以及當(dāng)前接近麗D工具22的地質(zhì)構(gòu) 造的構(gòu)造性質(zhì)有關(guān)的實(shí)時(shí)信息。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)顯示板34可以是計(jì)算裝置的一部分 (例如，數(shù)據(jù)顯示板34可呈現(xiàn)在鉆機(jī)10的操作者所使用的膝上計(jì)算機(jī)的畫(huà)面上)。數(shù)據(jù)顯 示板34可提供指示地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)的異常的構(gòu)造性質(zhì)的極坐標(biāo)顯示(polardisplay)，這在下 面參考圖3和圖5更詳細(xì)地描述。 圖2是麗D工具22的框圖。如所示出的，麗D工具22包括電流發(fā)送器模塊205、控 制模塊210和電流傳感器模塊225。如上所述，麗D工具22可實(shí)現(xiàn)為用作鉆柱的一部分的 接頭(例如鉆鋌)。在一個(gè)實(shí)施例中，麗D工具22的結(jié)構(gòu)特征和物理組件類(lèi)似于美國(guó)專(zhuān)利 No. 6， 064， 210中所描述的，該專(zhuān)利于2000年5月16日被授權(quán)并且確定Paul L. Sinclair 為發(fā)明人，并且該專(zhuān)利由此通過(guò)引用而被結(jié)合，仿佛該專(zhuān)利被完整地和充分地陳述于此。
電流發(fā)送器模塊205被配置為導(dǎo)致電流注入進(jìn)麗D工具22插入的井眼周?chē)牡?下地質(zhì)構(gòu)造中。在一個(gè)實(shí)施例中，電流發(fā)送器模塊通過(guò)一個(gè)或多個(gè)接觸件(例如彈簧促動(dòng) 的接觸件(spring actuated contact))與在麗D工具22之外的一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器(未示 出)電耦合和/或機(jī)械耦合。 電流發(fā)送器模塊205可包括振蕩器(例如被配置為產(chǎn)生頻率在100Hz-10KHz范圍 中的正弦波)、以及被配置為提升來(lái)自振蕩器的輸出的信號(hào)水平的相關(guān)聯(lián)功率放大器。在一 個(gè)實(shí)施例中，振蕩器是數(shù)字正弦波合成器，它還生成用于電流傳感器模塊225中包括的相 敏檢測(cè)器的同步方波控制信號(hào)。 電流傳感器模塊225被配置為對(duì)于由部署在麗D工具之外的幾個(gè)傳感器中的每一 個(gè)傳感器接收到的電流的量(或者在該每一個(gè)傳感器處檢測(cè)到的另一電特性)進(jìn)行量化。 類(lèi)似于電流發(fā)送器模塊205，電流傳感器模塊225可通過(guò)接觸件(例如彈簧促動(dòng)的接觸件) 與幾個(gè)傳感器中的每一個(gè)電耦合和/或機(jī)械耦合。電流發(fā)送器模塊205和電流傳感器模塊 225，以及它們各自的傳感器、(一個(gè)或多個(gè))發(fā)送器和接觸件，可以是彼此電氣絕緣的。
電流發(fā)送器模塊205和/或電流傳感器模塊225還可包括檢測(cè)構(gòu)造電壓的傳感 器。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，電流發(fā)送器模塊205包括耦合至用于確定構(gòu)造電壓的內(nèi)部電 路的外部傳感器。電壓傳感器可以是與將電流注入構(gòu)造的發(fā)送器電氣絕緣的監(jiān)控電極 (monitor electrode)。表示構(gòu)造電壓的幅度的信息可被提供至控制模塊210。
如上所注釋的，電流發(fā)送器模塊205被配置為經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)發(fā)送器將電流注入 進(jìn)麗D工具22周?chē)臉?gòu)造中。電流的返回路徑通過(guò)耦合至電流傳感器模塊225的傳感器。 基于電流發(fā)送器模塊205所注入的電流的量相對(duì)于耦合至電流傳感器模塊225的每個(gè)傳感 器所接收的電流的量的比例，控制模塊210內(nèi)的計(jì)算模塊212可計(jì)算各種構(gòu)造特性，這在下 面更詳細(xì)地描述。 在示出的示例中，控制模塊210包括計(jì)算模塊212和通信模塊214?？刂颇K210 被配置為從電流發(fā)送器模塊205接收指示注入周?chē)鷺?gòu)造的電流的量的信息。控制模塊210 還從電流傳感器模塊225接收指示幾個(gè)傳感器中的每一個(gè)所接收的電流的量的信息。
基于由控制模塊210接收到的信息，計(jì)算模塊212可處理接收到的信息以計(jì)算一 個(gè)或多個(gè)值。具體地，基于從電流傳感器模塊225接收的信息，計(jì)算模塊212可判斷鉆頭是 否正在接近構(gòu)造內(nèi)的異常，并且如果是的話，則計(jì)算描述異常的位置的方位角、以及異常的 特性(例如電導(dǎo)率或電阻率)的幅度、和到異常的距離。與可由計(jì)算模塊212執(zhí)行的計(jì)算 的類(lèi)型有關(guān)的更多細(xì)節(jié)下面在圖3的討論中提供。 通信模塊214被配置為向另一接頭或向地面系統(tǒng)通信由控制模塊210接收的和/ 或由計(jì)算模塊212計(jì)算的信息。通信模塊214可被配置為接口至有線線路線纜(例如圖1 的有線線路線纜24)、遙測(cè)系統(tǒng)或者任何其他所希望的通信系統(tǒng)和/或通信介質(zhì)，以及/或 者經(jīng)由它們通信。 在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊210 (或者控制模塊210與電流發(fā)送器模塊205和/或 電流傳感器模塊225的組合)被實(shí)現(xiàn)為內(nèi)部盒(innercartridge)，該內(nèi)部盒包括麗D工具 22的所有有源組件，包括電子電路、通信電路、方向傳感器等。在一些實(shí)施例中，此內(nèi)部盒是 可收回的，以使得當(dāng)麗D工具22在地面之下時(shí)，內(nèi)部盒可被安裝和/或從麗D工具22中撤 回。例如，可利用附接至麗D工具的上端的光滑的線路線纜或鋼絲繩、通過(guò)鉆柱安裝或撤回 內(nèi)部盒。鉆柱可包括斜口管鞋(muleshoe)(未示出)以接受和定向這樣的實(shí)施例中的內(nèi)部 雖然某些組件被示出為圖2中的麗D工具的部分，但是注意，在替代實(shí)施例中，這 樣的組件可實(shí)現(xiàn)在鉆柱內(nèi)的其他接頭和/或鉆井系統(tǒng)內(nèi)的其他組件之內(nèi)。例如，通信模塊 214和/或方向傳感器(未示出)每個(gè)都可實(shí)現(xiàn)在另一接頭內(nèi)。類(lèi)似地，控制模塊210的全 部或部分功能可實(shí)現(xiàn)在另一接頭內(nèi)或?qū)崿F(xiàn)在地面計(jì)算裝置內(nèi)。 圖2A示出麗D工具22的截面視圖(例如，此截面可穿過(guò)包括電流傳感器模塊225 的麗D工具的部件)。此視圖示出傳感器230 (1) -230 (4)可如何圍繞麗D工具22的外部來(lái) 部署。這些傳感器可電耦合和/或機(jī)械耦合至麗D工具內(nèi)的傳感器模塊。傳感器可包括用 于檢測(cè)麗D工具周?chē)臉?gòu)造中流動(dòng)的電流(或該構(gòu)造的其他電特性)的電極、磁元件或任 何其他合適的裝置。 在圖2A的示例中，使用四個(gè)傳感器230 (1) -230 (4)。這些傳感器成對(duì)布置，以使得 在給定的對(duì)內(nèi)，傳感器彼此直接相對(duì)。例如，傳感器230(2)與傳感器230(3)相對(duì)(形成一 對(duì)傳感器)，并且傳感器230(1)類(lèi)似地與傳感器230(4)相對(duì)(形成另一對(duì))。此外，傳感 器圍繞麗D工具22的外部均勻地隔開(kāi)，以使得傳感器每個(gè)都相隔90度地位于麗D工具22 的圓周上。 注意，其他傳感器布置可用在其他實(shí)施例中。例如，代替具有平均隔開(kāi)的傳感器， 一些傳感器可稍微更靠近其他傳感器(例如，代替具有O。 、90° 、180°和270°處的傳感 器，傳感器可位于O。 、95° 、180°和275° )。在所希望的情況下，這樣的布置可仍然使給 定對(duì)的傳感器內(nèi)的傳感器能彼此直接相對(duì)地定位。 作為另一替換，一些傳感器相比其他傳感器可位于不同的平面。例如，雖然圖2A 的示例將所有傳感器示為位于麗D工具的同一橫截平面，但是其他實(shí)施例可布置傳感器以 使得一些傳感器位于其他傳感器之上或之下(例如相對(duì)于麗D工具的最靠近鉆頭的一端的 位置)一點(diǎn)(例如幾毫米)的平面。 此外，注意，其他實(shí)施例可包括不同數(shù)目的傳感器。例如，一個(gè)替代實(shí)施例可包括圍繞麗D工具22的圓周的六個(gè)傳感器。另一替代實(shí)施例可包括八個(gè)傳感器。這些傳感器 可圍繞麗D工具22的外圍均勻地隔開(kāi)，或者間隔可如上所述地變化。 圖2B是示出另一傳感器布置的、麗D工具22的另一截面視圖。在此布置中，僅僅 兩個(gè)傳感器230(1)和230(2)圍繞麗D工具22的外部被部署。在所示出的示例中，兩個(gè)傳 感器彼此直接對(duì)面地位于同一平面。然而，如上所述，可變化此布置(例如，通過(guò)將傳感器 放置在不同平面或者通過(guò)移動(dòng)一個(gè)傳感器，從而傳感器不再互相精確地相對(duì))。
在諸如圖2B所示實(shí)施例之類(lèi)的實(shí)施例中，麗D工具22可被配置為進(jìn)行多次測(cè)量， 并且在一系列測(cè)量中的每次測(cè)量之間旋轉(zhuǎn)。例如，為了獲得與具有四對(duì)傳感器的麗D工具 的等效測(cè)量，圖2B所示的麗D工具可進(jìn)行四次測(cè)量。在每次測(cè)量之間，麗D工具旋轉(zhuǎn)90度。 為了進(jìn)行與具有兩對(duì)傳感器的麗D工具的等效測(cè)量，麗D工具可進(jìn)行兩次測(cè)量，同時(shí)在每次 測(cè)量之間旋轉(zhuǎn)180度。類(lèi)似地，具有三個(gè)傳感器的麗D工具可旋轉(zhuǎn)一次或多次以進(jìn)行與具 有六個(gè)、九個(gè)或更多個(gè)傳感器的麗D工具所生成的測(cè)量等效的測(cè)量。 一般地，根據(jù)所希望的 測(cè)量的數(shù)目"n"，麗D工具可在每次測(cè)量之間旋轉(zhuǎn)大約360/n度。 在一些實(shí)施例中，麗D工具被配置為以固定的速率提供測(cè)量(例如每五分鐘一次 測(cè)量)。在這樣的實(shí)施例中，貫穿測(cè)量過(guò)程，麗D工具可緩慢地旋轉(zhuǎn)，以使得麗D工具在接連 的測(cè)量之間旋轉(zhuǎn)所希望的度數(shù)。因此，當(dāng)麗D工具正在緩慢旋轉(zhuǎn)的同時(shí)測(cè)量可以進(jìn)行(與 當(dāng)麗D處于固定的、不旋轉(zhuǎn)的位置的同時(shí)所進(jìn)行的測(cè)量相對(duì))。 圖3是在麗D工具內(nèi)包括的和/或與麗D工具耦合的功能的框圖。具體地，圖3 示出可包括在麗D工具的計(jì)算模塊212內(nèi)的功能的示例。 如 所示出的，計(jì)算模塊212包括電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302、存儲(chǔ)器310、方位角計(jì)算模 塊320、構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322和圖形模塊330。計(jì)算模塊212還(例如經(jīng)由圖2的通信模 塊214)耦合至顯示裝置340。注意，顯示裝置340可能位于地面上，這里顯示裝置340可被 操作者觀看。 電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302被配置為接收來(lái)自圖2的電流發(fā)送器模塊205和/或電流 傳感器模塊225的電流值。這些值表示注入構(gòu)造的電流的量(從電流發(fā)送器模塊205接 收)和返回到幾個(gè)傳感器中的每一個(gè)的電流的量(從電流傳感器模塊225接收)。注意，在 一些實(shí)施例中，電流發(fā)送器模塊205總是發(fā)送相同量的電流，并且因此當(dāng)麗D工具正在被配 置時(shí)，表示電流的量的恒定值可被提供至電導(dǎo)率值計(jì)算模塊，而不是使電流發(fā)送器模塊在 操作期間向計(jì)算模塊212動(dòng)態(tài)地提供這樣的值。 電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302還可接收表示構(gòu)造電壓(例如，構(gòu)造電壓可以是在電流發(fā) 送器模塊205和電流傳感器模塊225之間檢測(cè)的電壓)的一個(gè)或多個(gè)電壓值(未示出)。 這樣的( 一個(gè)或多個(gè))電壓值可從圖2的電流發(fā)送器模塊205接收。 電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302可被配置為校正接收到的電流值以消除測(cè)量過(guò)程所引入 的任何誤差。例如，可針對(duì)任何偏移誤差(offset error)來(lái)校正電流值。如果有的話，偏 移誤差可通過(guò)在測(cè)量電路的輸入中切換經(jīng)校準(zhǔn)的信號(hào)來(lái)檢測(cè)和量化。可針對(duì)任何誤差類(lèi)似 地校正表示構(gòu)造電壓的電壓值。 —旦電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302已經(jīng)接收電流和電壓值并且在所希望的情況下校正 了接收到的電流和電壓值，電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302就可針對(duì)每個(gè)傳感器計(jì)算個(gè)別的視在電 導(dǎo)率(即parent conductivity)、以及背景電導(dǎo)率。為了計(jì)算個(gè)別的視在電導(dǎo)率值，每個(gè)個(gè)別電流值除以構(gòu)造電壓值并且乘以工具常數(shù)。 例如，如果麗D工具中有四個(gè)傳感器，則計(jì)算模塊212從電流傳感器模塊225接收 四個(gè)個(gè)別的電流值IA1、 IA2、 IA3和IA4，它們表示由各個(gè)傳感器A1、A2、A3和A4接收的電 流。在貫穿圖3的討論都將參考的此示例配置中，傳感器A1和A3形成一對(duì)，并且傳感器 A2和A4形成另一對(duì)。同一對(duì)中的傳感器彼此基本相對(duì)地定位(例如類(lèi)似于圖2A所示的 布置)。電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302然后可處理這些值以獲得一組的四個(gè)視在電導(dǎo)率值o Al、 oA2、 oA3和oA4。每個(gè)視在電導(dǎo)率值與相應(yīng)的傳感器相關(guān)(例如，oAl與傳感器Al相 關(guān)，o A2與傳感器A2相關(guān)，等等)。注意，電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302可以替代地(或附加地) 計(jì)算視電阻率值，視電阻率值將會(huì)簡(jiǎn)單地是這里所描述的視在電導(dǎo)率值的倒數(shù)。
電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302然后計(jì)算背景電導(dǎo)率o AB。如果所有傳感器正在接收基本 相同量的電流，則電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302可通過(guò)平均視在電導(dǎo)率值來(lái)計(jì)算背景電導(dǎo)率。例 如，在有四個(gè)傳感器并且因此有四個(gè)視在電導(dǎo)率值的情況下，背景電導(dǎo)率可計(jì)算為0\ D = ""^~^——^_ 如果一些傳感器正在接收不同量的電流，則它指示鉆頭可能正在接近異常。在此 情況下，電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302可使用最新近計(jì)算的背景電導(dǎo)率作為當(dāng)前的背景電導(dǎo)率， 而不是計(jì)算新的平均。 在計(jì)算了視在電導(dǎo)率值oAl-。AN(其中N是傳感器的數(shù)目)和背景電導(dǎo)率o AB 之后，電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302可將這些值提供至計(jì)算模塊212內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)其他模塊。例 如，電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302可將這些值寫(xiě)入存儲(chǔ)器310作為歷史記錄312的一部分。
—般地，在任何給定時(shí)間，歷史記錄312存儲(chǔ)已由電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302先前計(jì)算 的一組或多組視在電導(dǎo)率(和/或電阻率)和/或一個(gè)或多個(gè)背景電導(dǎo)率(和/或電阻 率)。歷史記錄312可被配置為存儲(chǔ)最大數(shù)目的這樣的組值(例如，歷史記錄312可實(shí)現(xiàn)為 循環(huán)隊(duì)列，以使得一旦歷史記錄312滿了 ，到歷史記錄312的最新項(xiàng)目就將被寫(xiě)入覆蓋歷史 記錄312中存儲(chǔ)的最舊項(xiàng)目)。 電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302還可向方位角計(jì)算模塊320提供視在電導(dǎo)率值。方位角計(jì) 算模塊320被配置為從視在電導(dǎo)率值計(jì)算方位角9A。方位角描述相對(duì)于麗D工具上已知 點(diǎn)的地理構(gòu)造內(nèi)的異常(這樣的異?？梢允蔷哂信c鉆頭當(dāng)前正遭遇的巖層不同的電特性 的平行層巖石)的位置。方位角用來(lái)限定如下的向量該向量垂直于麗D工具的表面，并且 該向量描述異常集中的方向。 方位角計(jì)算模塊320進(jìn)行關(guān)于以下二者的判斷(l)視在電導(dǎo)率是否指示麗D工 具正在接近構(gòu)造內(nèi)的異常，并且(2)如果是的話，則異常相比周?chē)鷺?gòu)造是更導(dǎo)電的還是更 不導(dǎo)電的?；谶@些判斷，方位角計(jì)算模塊320然后可計(jì)算描述異常相對(duì)于麗D工具上已 知點(diǎn)(例如傳感器中的預(yù)先指定的一個(gè))的位置的方位角9A。方位角計(jì)算模塊320被配 置為通過(guò)計(jì)算在同一對(duì)傳感器中的傳感器處檢測(cè)到的視在電導(dǎo)率(或電阻率)之間的差的 比的反正切(arctangent)，來(lái)計(jì)算e A。如上所注釋的，同一對(duì)內(nèi)的傳感器通常位于麗D工 具的基本相對(duì)的側(cè)。 為了判斷麗D工具(并且因此麗D工具附接至其的鉆頭)是否正在接近異常，方
13位角計(jì)算模塊320可執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)比較。例如，方位角計(jì)算模塊320可比較個(gè)別的視在 電導(dǎo)率值。如果值彼此不同，則這可能是構(gòu)造不均一的指示。替代地(或附加地)，方位角 計(jì)算模塊320可將最新近接收到的那組視在電導(dǎo)率(或電阻率)與歷史記錄312中存儲(chǔ)的 歷史的視在電導(dǎo)率值作比較。如果存在差異，則它可指示麗D工具正在接近構(gòu)造內(nèi)的異常。 如果視在電導(dǎo)率(或電阻率)指示沒(méi)有異常存在，則方位角計(jì)算模塊320不需要計(jì)算方位 角。 如果存在異常，則方位角計(jì)算模塊320判斷異常相比周?chē)鷺?gòu)造是更導(dǎo)電的還是更 不導(dǎo)電的。此判斷可基于最新近接收到的那組視在電導(dǎo)率與歷史記錄312中存儲(chǔ)的一個(gè)或 多個(gè)歷史的電導(dǎo)率的比較。如果任何的視在電導(dǎo)率已相對(duì)于歷史的電導(dǎo)率而增加，則方位 角計(jì)算模塊320可確定麗D工具正在接近更導(dǎo)電的異常。類(lèi)似地，如果任何的視在電導(dǎo)率 已相對(duì)于歷史的電導(dǎo)率而降低，則方位角計(jì)算模塊320可確定麗D工具正在接近更不導(dǎo)電 的異常。注意，可利用電阻率代替電導(dǎo)率來(lái)進(jìn)行類(lèi)似的判斷。 作為對(duì)使用歷史記錄312的替換，方位角計(jì)算模塊320可試圖僅基于當(dāng)前正由每 個(gè)傳感器檢測(cè)的電流的相對(duì)量，來(lái)判斷異常更導(dǎo)電還是更不導(dǎo)電。例如，在配置有四個(gè)傳感 器Al-A4的實(shí)施例中，方位角計(jì)算模塊320 (或另一模塊，例如電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302)可識(shí) 別正在接收最小量的電流的傳感器Amin和正在接收最大量的電流的傳感器Amax。如果異 常比構(gòu)造更導(dǎo)電，則Amin是最近的傳感器并且Amax是最遠(yuǎn)的傳感器，而如果異常比構(gòu)造是 更加電阻性的，則Amax是最遠(yuǎn)的傳感器并且Amin是最近的傳感器。圖4中示出了此情況 的示例。 圖4示出穿入包含異常的構(gòu)造的麗D工具的截面視圖。在此示例中，(包含麗D工 具的)井眼12正在通過(guò)構(gòu)造400。構(gòu)造內(nèi)的異常405緊鄰井眼12，并且具有與井眼軸大體 平行的界面。 在圖4中，麗D工具正在將電流注入進(jìn)構(gòu)造400中，并且返回的電流在四個(gè)傳感器 中的每一個(gè)處被檢測(cè)。如所示出的，一個(gè)傳感器檢測(cè)電流1，第二傳感器檢測(cè)電流2，第三傳 感器檢測(cè)電流3并且第四傳感器檢測(cè)電流4。如果異常405比構(gòu)造400更導(dǎo)電，則電流4應(yīng) 當(dāng)是(電流l-4中的)最大的電流，并且電流2應(yīng)當(dāng)是最小的電流。代替地如果異常比構(gòu) 造400更不導(dǎo)電，則電流4應(yīng)當(dāng)是(再次地，電流1-4中的)最小的電流，并且電流1應(yīng)當(dāng) 是最大的電流。 返回至圖3， 一旦計(jì)算模塊212已識(shí)別Amin和Amax，則其他傳感器(即不是Amin
也不是Amax的傳感器)處接收到的電流值可被平均以產(chǎn)生平均電流值Iavg。最大和最小
電流與平均電流之間的差的比然后可用來(lái)根據(jù)如下的觀測(cè)來(lái)判斷異常相比周?chē)鷺?gòu)造更導(dǎo)
電還是更不導(dǎo)電
<formula>formula see original document page 14</formula> 換言之，最靠近電導(dǎo)性異常的傳感器相比離電阻性異常最遠(yuǎn)的傳感器接收了總電 流的大得多的百分比。因此，電導(dǎo)性和電阻性異常情況可基于所測(cè)量的傳感器電流的比的幅度來(lái)區(qū)別。指定給電導(dǎo)性或電阻性異常的、幅度的特定范圍可通過(guò)執(zhí)行對(duì)所使用的特定
麗D工具的計(jì)算機(jī)模擬來(lái)確定，并且此范圍可能在不同麗D工具之間變化。 注意，在一些情況下，電流值可能未提供足夠的信息來(lái)確切地判斷異常相比周?chē)?br>
構(gòu)造更導(dǎo)電還是更不導(dǎo)電(例如，異常直接朝向兩個(gè)傳感器之間的情況)。在此情況下，諸
如歷史記錄312中存儲(chǔ)的歷史的信息之類(lèi)的歷史的信息可用來(lái)判定異常是更導(dǎo)電的還是
更不導(dǎo)電的。 如以上所簡(jiǎn)要注釋的，方位角計(jì)算模塊320可通過(guò)計(jì)算在一對(duì)傳感器中的每個(gè)傳 感器(例如，對(duì)1包括傳感器A1和A3，并且對(duì)2包括傳感器A2和A4)處的電阻率或電導(dǎo)率 的差的反正切，來(lái)計(jì)算方位角9A。在麗D工具具有四個(gè)傳感器的實(shí)施例中，方位角計(jì)算模 塊320可利用下面的公式來(lái)計(jì)算方位角e A。如果異常比周?chē)鷺?gòu)造更導(dǎo)電，則方位角可從視 在電導(dǎo)率值計(jì)算，如以下公式所示
<formula>formula see original document page 15</formula> 代替地如果異常比周?chē)鷺?gòu)造足更電阻性的，則方位角計(jì)算模塊320可或者利用視 在電阻率值PA1-PA4或者利用視在電導(dǎo)率值來(lái)計(jì)算方位角
<formula>formula see original document page 15</formula>
<formula>formula see original document page 15</formula> 通過(guò)以上公式計(jì)算的方位角是相對(duì)于已知點(diǎn)來(lái)計(jì)算的(S卩，方位角不是相對(duì)于當(dāng) 前最靠近或最遠(yuǎn)離異常的那個(gè)傳感器來(lái)計(jì)算的)。因此，結(jié)果的方位角描述了異常相對(duì)于已 知點(diǎn)(例如傳感器之一的位置)的位置。例如，如果方位角是相對(duì)于傳感器A1的位置來(lái)計(jì) 算的，則O。方位角指示異常位于最接近傳感器A1處。 來(lái)自在麗D工具中包括的和/或與麗D工具耦合的方向傳感器的輸出然后可用來(lái) 確定該已知點(diǎn)和諸如磁北或重力向量之類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)方向向量之間的關(guān)系。來(lái)自方向傳感器的 輸出因此可被提供至方位角計(jì)算模塊320，方位角計(jì)算模塊320可使用它的信息然后使方 位角計(jì)算模塊能計(jì)算描述異常相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)方向向量的位置的相對(duì)方位角。此相對(duì)方位角可 提供至圖形模塊330，這在下面更詳細(xì)地描述。 構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322計(jì)算異常的電導(dǎo)率o A的幅度。由構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322 計(jì)算的幅度和由方位角計(jì)算模塊320計(jì)算的角度一起限定了向量。注意，代替(或附加于) 計(jì)算異常的電導(dǎo)率，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可計(jì)算異常的電阻率。 構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322被配置為基于最靠近異常的傳感器處所接收的電流與最 遠(yuǎn)離異常的傳感器處所接收的電流的比Inear-to-far，來(lái)計(jì)算電導(dǎo)率o A。構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算 模塊322還使用由方位角計(jì)算模塊320計(jì)算的方位角9A來(lái)獲得oA。
為了能計(jì)算Inear-to-far，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322首先識(shí)別哪個(gè)傳感器最接近異 常。此傳感器將會(huì)是近傳感器，并且與近傳感器同一對(duì)中包括的另一傳感器將會(huì)是遠(yuǎn)傳感 器。(如上所述)由方位角計(jì)算模塊320從每個(gè)傳感器處的視在電導(dǎo)率直接計(jì)算的方位角 9 A可用來(lái)識(shí)別哪個(gè)傳感器最接近異常，因?yàn)榇私嵌仁窍鄬?duì)于麗D工具上的固定點(diǎn)來(lái)計(jì)算 的。因此，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可從方位角計(jì)算模塊320接收指定方位角9A的信息，并
且使用該信息來(lái)識(shí)別近傳感器和遠(yuǎn)傳感器。如果傳感器中的兩個(gè)離異常是等距離的(例 如，如果9A = 45° 、135° 、225°或315° )，則兩個(gè)最近傳感器中的任一可被指定為近傳 感器，并且相應(yīng)的相對(duì)傳感器可被指定為遠(yuǎn)傳感器。 —旦近傳感器和遠(yuǎn)傳感器已被識(shí)別，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322就可計(jì)算近傳感器處 的電流與遠(yuǎn)傳感器處的電流的比Inear-to-far。計(jì)算使用由電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302接收的 電流值(可替代地，電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302可計(jì)算Inear-to-far并且提供Inear-to-far 至構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322)。 構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322然后使用查找表314中的信息來(lái)計(jì)算異常和井眼之間的距 離以及oA。在一個(gè)實(shí)施例中，查找表314中的信息是通過(guò)利用有限元計(jì)算機(jī)模型模擬麗D 工具的響應(yīng)來(lái)生成的。例如，三維有限元代碼模型(code model)可用來(lái)確定特定麗D工具 對(duì)如下異常的響應(yīng)該異常具有相對(duì)于周?chē)鷺?gòu)造而言迥異的巖石電阻率，并且該異常具有 與麗D工具的軸平行的平面界面。在建模期間，平面界面相對(duì)于麗D工具被放置在不同的 距離和方位角。異常和周?chē)鷺?gòu)造之間的電阻率(或電導(dǎo)率)對(duì)比也被變更。當(dāng)這些值正被 變化時(shí)，與工具上的每個(gè)傳感器相關(guān)聯(lián)的電壓和電流被計(jì)算。建模的結(jié)果將特定的方位角 和Inear-to-far與一個(gè)或多個(gè)電阻率(或電導(dǎo)率)以及一個(gè)或多個(gè)距離(這里，每個(gè)距離 是異常的界面和井眼之間的距離)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。 因此，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可將方位角和近遠(yuǎn)電流比提供至查找表314，并且獲 得一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的距離以及一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的構(gòu)造性質(zhì)(例如電阻率或電導(dǎo)率)幅度。 在一個(gè)實(shí)施例中，每次查找將會(huì)返回一個(gè)或多個(gè)距離和幅度對(duì)，這在下面更詳細(xì)地描述。在 一些情況下，可能未在查找表314中找到精確的匹配，并且因此構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可能 需要在查找表314的兩個(gè)相鄰項(xiàng)目中的值之間進(jìn)行內(nèi)插。可替代地，查找表314中存儲(chǔ)的 信息可通過(guò)一組數(shù)學(xué)函數(shù)來(lái)表示，并且構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可基于這些函數(shù)使用曲線擬 合技術(shù)來(lái)獲得幅度和距離值。 注意，由于多值性(ambiguity)，幾個(gè)幅度和距離對(duì)可能對(duì)應(yīng)于同一近遠(yuǎn)電流比和 方位角對(duì)。例如，同一近遠(yuǎn)電流比和方位角對(duì)可以既對(duì)應(yīng)于位于更遠(yuǎn)離麗D工具處的更導(dǎo) 電異常又對(duì)應(yīng)于位于更靠近麗D工具處的更不導(dǎo)電異常。在缺少額外信息以判斷這些潛在 異常特性對(duì)中的哪一個(gè)是正確特性對(duì)的情況下，麗D工具可簡(jiǎn)單地提供所有可能的特性對(duì)， 并且圖形模塊330可向操作者顯示異常的每個(gè)可能特性。 作為可如何計(jì)算和使用查找表314中的信息的示例，在一個(gè)實(shí)施例中，可執(zhí)行有 限元模擬用于三個(gè)不同的方位角、八個(gè)不同的異常電阻率值以及12個(gè)不同的異常到井眼 距離，導(dǎo)致總數(shù)288個(gè)模擬情景(simulationscenario)。產(chǎn)生的信息可被保存入查找表314 作為288個(gè)近遠(yuǎn)電流比的序列，并且這些比可布置在三個(gè)主組(main group)中。第一組96 個(gè)值對(duì)應(yīng)于方位角為0。的模擬，接下來(lái)的96個(gè)值對(duì)應(yīng)于方位角為22.5。的模擬，并且最 后的96個(gè)值對(duì)應(yīng)于方位角為45。的模擬。每組96個(gè)值包括八個(gè)子組。每個(gè)子組對(duì)應(yīng)于八個(gè)電阻率值之一，并且這些子組可以以電阻率的遞增順序來(lái)排列。每個(gè)子組中的12個(gè)值與
以遞增距離的順序排列的、針對(duì)它們執(zhí)行模擬的12個(gè)異常到井眼距離相對(duì)應(yīng)。 為了使用此信息，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322首先選擇解決了有限元模型的三個(gè)方位
角中的兩個(gè)。兩個(gè)角度被選擇以使得通過(guò)兩個(gè)角度形成邊界的范圍包含由方位角計(jì)算模塊
320計(jì)算的方位角。例如，如果方位角是15。，則構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可選擇9 1=0°
和e 2 = 22. 5° 。構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322然后可從查找表314獲得指定每個(gè)所選角度的一
組距離和相應(yīng)近遠(yuǎn)電流比的信息。 因?yàn)樗x擇的角度不等于所計(jì)算的方位角，所以構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322然后可基 于從查找表314獲得的該組信息，來(lái)使用內(nèi)插以生成經(jīng)內(nèi)插的一組距離和相應(yīng)的近遠(yuǎn)電流 比。例如，假設(shè)查找表314指示，對(duì)于91=0°禾P 92 = 22.5° ，下面的距離與同一列中 列出的近遠(yuǎn)電流比關(guān)聯(lián)，對(duì)于具有電阻率0. 2-m的異常距離 0.0830m 0. 1016m 0. 1524m 0. 2032m近遠(yuǎn)比(0° ) 27.571788 5.836751 2.653185 1.975069近遠(yuǎn)比(22.5° ) 22.758449 5.054004 2.437898 1.876372
基于此信息，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可通過(guò)在與9 1=0°和9 2 = 22. 5°相對(duì) 應(yīng)的有限元數(shù)據(jù)的兩個(gè)陣列中的相應(yīng)點(diǎn)之間進(jìn)行內(nèi)插，來(lái)計(jì)算所測(cè)量的方位角15°的近遠(yuǎn) 電流值相對(duì)于距離的陣列。距離 0.0830m 0. 1016m 0. 1524m 0. 2032m近遠(yuǎn)比(15° ) 24.362895 5.314919 2.509660 1.909271 現(xiàn)在，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可使用與近遠(yuǎn)電流比一起的經(jīng)內(nèi)插的數(shù)據(jù)來(lái)獲得 到0.2Q-m異常的距離的估計(jì)。如果對(duì)所計(jì)算的近遠(yuǎn)電流比的精確匹配不存在于查找表 中，則構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可從經(jīng)內(nèi)插的數(shù)據(jù)中選擇近遠(yuǎn)比的兩個(gè)值，以使得所選擇的 值限定了包括所測(cè)量的近遠(yuǎn)電流比的范圍。例如，如果所測(cè)量的近遠(yuǎn)電流比是3.0，則構(gòu)造 性質(zhì)計(jì)算模塊322可選擇分別與距離0. 1016米和0. 1524米相對(duì)應(yīng)的近遠(yuǎn)比值5. 314919 和2. 509660。在相應(yīng)的距離值之間進(jìn)行內(nèi)插，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322獲得了距離估計(jì) 0. 143521米或者大約5. 65"。因此，基于從查找表314獲得的信息，由麗D工具測(cè)量的近遠(yuǎn) 電流比(此示例中的3.0)和方位角與相距5. 65"的0.2Q-m平行層相符合。
如上所述，多個(gè)距離和幅度對(duì)可對(duì)應(yīng)于同一近遠(yuǎn)電流比和方位角。因此，構(gòu)造性質(zhì) 計(jì)算模塊322可對(duì)查找表314中指定的一個(gè)或多個(gè)其他異常電阻率值重復(fù)上述的處理。由 構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322獲得的每個(gè)幅度和距離對(duì)可被提供至圖形模塊330。
以此，如以上示例示出的，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可使用通過(guò)建模生成的信息(例 如圖3的查找表314中存儲(chǔ)的信息)來(lái)基于電流比Inear-to-far和方位角9 A而識(shí)別異 常的一個(gè)或多個(gè)距離以及一個(gè)或多個(gè)電阻率或電導(dǎo)率(或構(gòu)造特性的其他幅度)。如果需 要的話，構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322可在已知值之間進(jìn)行內(nèi)插以獲得這些距離和幅度。
圖形模塊330被配置為接收由電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302、方位角計(jì)算模塊320和構(gòu)造 性質(zhì)計(jì)算模塊322計(jì)算的值?；谶@些值，圖形模塊330被配置為生成要在顯示裝置340 上向用戶顯示的信息。在一些實(shí)施例中，此信息主要是文本的。 在其他實(shí)施例中，圖形模塊330被配置為生成表示從其他模塊接收的量中的一個(gè) 或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)圖形。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，圖形模塊330被配置為生成包括表示異
17常的圖形內(nèi)容的極坐標(biāo)顯示(polardisplay)，其中異常正在由向圖形模塊330提供的值來(lái) 表征(characterized圖形內(nèi)容可顯示在極坐標(biāo)顯示上，其中極坐標(biāo)顯示的中心與麗D工 具位于的井眼的位置相對(duì)應(yīng)。 在這樣的實(shí)施例中，圖形模塊330可被配置為生成限定一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的信息， 每個(gè)區(qū)域表示異常相對(duì)于井眼的可能位置以及異常的幅度(在電導(dǎo)率、電阻率或另一構(gòu)造 特性方面)?？赏ㄟ^(guò)使用不同的顏色和/或明暗處理(shading)模式來(lái)填充每個(gè)區(qū)域和/ 或畫(huà)每個(gè)區(qū)域的輪廓，而區(qū)別不同的區(qū)域。 如上所注釋的，查找表314可將一個(gè)或多個(gè)幅度和距離提供至構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊 322。可為每個(gè)幅度和距離對(duì)生成區(qū)域，并且因此多個(gè)區(qū)域可顯示在極坐標(biāo)顯示上。顯示的 區(qū)域的數(shù)目將會(huì)取決于每個(gè)區(qū)域和井眼之間的距離、以及極坐標(biāo)顯示的分辨率。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖形模塊330通過(guò)標(biāo)識(shí)切線來(lái)生成每個(gè)區(qū)域的邊界。切線是基 于要由該區(qū)域表示的幅度和距離對(duì)的方位角和距離分量來(lái)計(jì)算的。切線與具有等于距離分 量的半徑的圓(中心在極坐標(biāo)顯示的中心)相交。此切線然后可用作區(qū)域的邊界。圖形模 塊330可實(shí)現(xiàn)以生成切線的具體方程在下面參考圖5來(lái)描述，圖5示出了可由圖形模塊330 生成的圖形內(nèi)容。 要由該區(qū)域表示的幅度和距離對(duì)的幅度分量用來(lái)確定如何對(duì)該區(qū)域進(jìn)行明暗處 理。例如，將不同的電導(dǎo)率或電阻率與特定的顏色和/或明暗處理方案關(guān)聯(lián)的符號(hào)說(shuō)明 (key)或圖例可作為圖形的部分而顯示。基于對(duì)應(yīng)于特定區(qū)域的幅度，圖形模塊330可選擇 適當(dāng)?shù)念伾?或明暗處理方案，并且利用所選擇的顏色和/或明暗處理方案來(lái)填充區(qū)域。
雖然在以上對(duì)圖3的描述中已經(jīng)描述了特定方程，但是注意，其他實(shí)施例可實(shí)現(xiàn) 不同的方程。例如，具有六個(gè)傳感器的麗D工具將會(huì)使用與為結(jié)合具有四個(gè)傳感器的麗D 工具使用而設(shè)計(jì)的、以上所呈現(xiàn)的方程不同的方程。類(lèi)似地，在替代實(shí)施例中，圖形模塊330 可使用不同方程來(lái)計(jì)算要顯示的區(qū)域的邊界。 雖然圖3示出作為計(jì)算模塊212的部分的特定的一組模塊，但是注意，此功能中的 至少一些(例如由圖形模塊330實(shí)現(xiàn)的功能)可以替代地在麗D工具之外實(shí)現(xiàn)。例如，在 一個(gè)替代實(shí)施例中，計(jì)算模塊212可僅包括電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302，而地面裝置(例如地面 計(jì)算機(jī)系統(tǒng))可實(shí)現(xiàn)圖3所示的其他功能。具體地，地面裝置可實(shí)現(xiàn)(例如在計(jì)算裝置上 執(zhí)行的軟件中)方位角計(jì)算模塊320、構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322、圖形模塊330、歷史記錄312 和查找表314。麗D工具可向地面裝置通信由電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302生成的電導(dǎo)率值，地面 裝置然后可如上所述地操作。 作為另一替換，麗D工具可計(jì)算個(gè)別的視在電導(dǎo)率(或電阻率)值并且提供這些 值給地面裝置，地面裝置然后可計(jì)算背景電導(dǎo)率oAB、近遠(yuǎn)電流比Inear-to-far、方位角 9A、以及異常電導(dǎo)率oA和距離。 作為另一替換，地面裝置可實(shí)現(xiàn)圖形模塊330而不是計(jì)算模塊212。因此，麗D工 具可向地面裝置提供由電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302、方位角計(jì)算模塊320和構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊 322生成的值，地面裝置然后可將這些值輸入至圖形模塊330?？梢砸愿鞣N不同方式在麗D 工具和地面計(jì)算裝置之間細(xì)分圖3所示的功能的很多其他替代實(shí)現(xiàn)方式也是可以的。
圖5是由麗D工具生成的和/或利用麗D工具所提供的信息生成的極坐標(biāo)顯示的 框圖。圖5示出(例如由圖3的圖形模塊330生成的)圖形內(nèi)容可如何顯示在極坐標(biāo)顯示550上。在此示例中，各種電阻率值與不同的灰色陰影相關(guān)聯(lián)，如符號(hào)說(shuō)明500所示。在符 號(hào)說(shuō)明500中，更暗的灰色陰影(朝向符號(hào)說(shuō)明的頂部)表示具有增加的電阻率的區(qū)域。
極坐標(biāo)顯示550包括表示井眼的中心部分555。極坐標(biāo)顯示550還包括表示各種 距離的幾個(gè)同心環(huán)560，從井眼起標(biāo)為5、10、15、20和25(例如以米、英尺或英寸來(lái)指定距 離)。 顯示的主要部分具有陰影565。此圖案表示了井眼當(dāng)前正在通過(guò)的構(gòu)造的電阻率 (例如，此電阻率可通過(guò)取圖3的電導(dǎo)率值計(jì)算模塊302所生成的背景電導(dǎo)率的倒數(shù)來(lái)確 定)。 具有不同電阻率的兩個(gè)區(qū)域570和575也在顯示上示出。區(qū)域570利用陰影580 進(jìn)行明暗處理，并且區(qū)域575利用陰影585進(jìn)行明暗處理。這些區(qū)域中的每一個(gè)被示為位 于離極坐標(biāo)顯示的中心不同的徑向距離處。區(qū)域的角方向指示異常相對(duì)于磁北(當(dāng)鉆大體 垂直的井時(shí))或重力向量(當(dāng)鉆大體水平的井時(shí))的方向。每個(gè)區(qū)域570和575可與圖3 的構(gòu)造性質(zhì)計(jì)算模塊322所計(jì)算的幅度和距離對(duì)相對(duì)應(yīng)。因此，兩個(gè)區(qū)域都表示異常的可 能特性。 基于極坐標(biāo)顯示，操作者能夠確定鄰近的異常的方向和接近度(proximity)。如 上所注釋的，可以有幾種潛在的方式來(lái)表征異常(如上所述，利用多個(gè)幅度和距離對(duì))，因 為麗D工具可以如對(duì)緊密接近的更不導(dǎo)電層作出響應(yīng)般，以相同的方式對(duì)更大距離處的高 導(dǎo)電層作出響應(yīng)。因此，如由圖5中顯示的兩個(gè)區(qū)域所指示的，異常的多個(gè)可能特性可顯示 在極坐標(biāo)顯示上。 在一些實(shí)施例中，與井眼已經(jīng)遭遇的異常有關(guān)的信息可被存儲(chǔ)為測(cè)井歷史的部 分。圖形模塊可訪問(wèn)此測(cè)井歷史，并且在一些情況下使用測(cè)井歷史來(lái)選擇相比全部更少的 區(qū)域以顯示(例如，如果測(cè)井歷史指示異常具有特定電阻率，則僅僅具有該電阻率的區(qū)域 需要被顯示)。 為了生成用于顯示在極坐標(biāo)顯示上的諸如570和575之類(lèi)的區(qū)域，圖形模塊(例 如圖3的圖形模塊330)可計(jì)算切線。對(duì)于給定區(qū)域，切線將會(huì)標(biāo)識(shí)與極坐標(biāo)顯示的中心最 靠近的區(qū)域的邊界。線595是區(qū)域570的切線的示例。 切線在具有坐標(biāo)x =-R Sin e ， y = R cos e的點(diǎn)處截取同心圓之一，其中R 是與區(qū)域相關(guān)聯(lián)的距離，并且9是與異常相關(guān)聯(lián)的相對(duì)方位角。切線還在x = 0， y = R/ cose的點(diǎn)處與極坐標(biāo)顯示的y軸相交。因此，切線的方程是
—R—x.sinG y=-—
cos 0 因?yàn)閷@示切線的僅僅部分，所以圖形模塊可截?cái)嗲芯€，以使得
x2+y2《R2。 因此，圖形模塊可計(jì)算限定了與異常的特定的可能特性(由幅度距離對(duì)來(lái)限定) 相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的邊界的切線。如果顯示上有空間示出多個(gè)這樣的區(qū)域，則額外的切線可被 計(jì)算并用來(lái)限定其他區(qū)域的邊界。 圖6是計(jì)算描述構(gòu)造性質(zhì)的信息的方法的流程圖。如上所述，此方法可由麗D工 具和/或地面計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，操作600由麗D工具執(zhí)行，并且操作610、
19620、630和640由地面計(jì)算裝置執(zhí)行。在其他實(shí)施例中，操作600、610、620和630由麗D工 具執(zhí)行，并且操作640由地面計(jì)算裝置執(zhí)行。 方法在600處開(kāi)始，這時(shí)麗D工具識(shí)別作為麗D工具的部分而被包括的幾個(gè)傳感 器中的每一個(gè)處的電特性(例如電流和/或電壓)。如610處所示，基于所識(shí)別的特性，計(jì) 算近遠(yuǎn)比，近遠(yuǎn)比指示最靠近異常的傳感器處所檢測(cè)的電特性相對(duì)于最遠(yuǎn)離異常的傳感器 處所檢測(cè)的電特性的比。以上在對(duì)圖3的描述中描述了用于識(shí)別近傳感器和遠(yuǎn)傳感器的技 術(shù)。 在620處，基于傳感器處所檢測(cè)的電特性，計(jì)算方位角。例如，可通過(guò)確定每個(gè)傳 感器處的構(gòu)造的視在電導(dǎo)率、使用由每個(gè)傳感器識(shí)別的個(gè)別電特性、然后使用視在電導(dǎo)率 以計(jì)算方位角，來(lái)計(jì)算方位角。 在630處，基于近遠(yuǎn)比和方位角，從查找表中獲得一個(gè)或多個(gè)距離和幅度。如640 處所示，標(biāo)識(shí)方位角、距離和幅度的信息然后可被提供至用戶。此信息可以以圖形顯示的形 式來(lái)提供。 圖7是生成這樣的顯示的方法的流程圖。此方法可由圖形模塊(例如圖3的圖形 模塊330)來(lái)執(zhí)行。方法在700處開(kāi)始，這時(shí)圖形模塊基于圖6中計(jì)算的方位角和距離，來(lái) 計(jì)算切線。 如710處所示，圖形模塊然后計(jì)算限定了通過(guò)切線給出邊界的區(qū)域的圖形信息。 此圖形信息可基于切線以及圖6中計(jì)算的幅度。圖形信息可包括指定了極坐標(biāo)顯示上區(qū)域 的位置(例如以使得區(qū)域由切線形成邊界)以及用來(lái)填充區(qū)域的明暗處理(例如在顏色和 /或圖案方面)的類(lèi)型(例如，明暗處理可指示區(qū)域與之相對(duì)應(yīng)的電特性的幅度)的信息。
如720處所判斷的，如果有更多區(qū)域要顯示，則可針對(duì)每個(gè)額外區(qū)域重復(fù)操作700 和710。如730處所示，一旦每個(gè)區(qū)域的所有圖形信息已被計(jì)算，這些區(qū)域就被呈現(xiàn)在極坐 t示顯示上。 圖8是示出由麗D工具檢測(cè)的到平行異常的邊界的距離和電阻率對(duì)比之間的關(guān)系 的簡(jiǎn)化圖。注意，如以上在圖3的討論中所注釋的，用來(lái)生成圖的數(shù)據(jù)可通過(guò)執(zhí)行對(duì)麗D工 具的模型的計(jì)算機(jī)模擬來(lái)獲得。 圖8的圖建議了經(jīng)規(guī)范化的電流差I(lǐng)norm(在下面定義)和離邊界的距離之間的 簡(jiǎn)單的平方反比定律關(guān)系。在圖8中，與所計(jì)算的反冪定律曲線擬合一起，經(jīng)規(guī)范化的電流 比針對(duì)層距離來(lái)繪圖，示出了兩條曲線之間的緊密關(guān)聯(lián)。 如麗D工具所檢測(cè)的，對(duì)麗D工具的有限元建模(或其他模擬)可預(yù)測(cè)電流分布， 該電流分布將會(huì)基于構(gòu)造和異常的具體幾何關(guān)系和電特性，而從給定的構(gòu)造-異常組合中 產(chǎn)生。如以上所討論的，一種類(lèi)型的異常是平行層(與井眼平行的平面區(qū)域)，它可具有比 相鄰構(gòu)造的電阻率明顯更高或更低的電阻率。如先前所討論的，如果平行層的電阻率低于 構(gòu)造的電阻率，則最靠近平行層的傳感器將會(huì)接收比麗D工具的相對(duì)側(cè)的傳感器(即最遠(yuǎn) 離平行層的傳感器)更多的電流。另一方面，如果平行層的電阻率高于構(gòu)造的電阻率，則發(fā) 生恰恰相反的情況，以使得最靠近的傳感器接收比最遠(yuǎn)離層的傳感器更少的電流。
此外，關(guān)于"經(jīng)規(guī)范化的"近遠(yuǎn)電流比Inorm和到平行層的距離之間的關(guān)系，可進(jìn) 行進(jìn)一步的觀測(cè)。經(jīng)規(guī)范化的近遠(yuǎn)電流比(用于電導(dǎo)性平行層)如下—i加ar —丄f虹
丄norrn — ^
far 。 如圖8所示，作為從井眼到電導(dǎo)性平行層的距離的函數(shù)，此比緊密遵循簡(jiǎn)單的 反冪定律關(guān)系。這可在圖中看到，該圖針對(duì)電阻率對(duì)比P contrast = 0. 0002并且通常 P contrast < 1. 0) X寸Inorm versus足巨離進(jìn)畔亍纟會(huì)圖。 返回至圖3，注意，圖3所示的所有或一些模塊212、302、320、322和330可實(shí)現(xiàn) 在計(jì)算裝置(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、個(gè)人數(shù)字助理、蜂窩電話、膝上計(jì)算機(jī)、工作站等) 上執(zhí)行的軟件中。具體地，這樣的計(jì)算裝置包括被配置為執(zhí)行存儲(chǔ)器(例如圖3的存儲(chǔ)器 310)中存儲(chǔ)的程序指令的一個(gè)或多個(gè)處理器(例如微處理器、PLD(可編程邏輯器件)或 ASIC(專(zhuān)用集成電路))。這樣的存儲(chǔ)器可包括各種類(lèi)型的RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、R0M(只 讀存儲(chǔ)器)、閃存、MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))存儲(chǔ)器等。計(jì)算裝置還可包括一個(gè)或多個(gè)接口 (例 如，網(wǎng)絡(luò)接口 ，到存儲(chǔ)裝置的一個(gè)或多個(gè)接口 ，和/或到諸如鍵盤(pán)、數(shù)字輸入板、鼠標(biāo)、監(jiān)視 器之類(lèi)的輸入/輸出(1/0)裝置的一個(gè)或多個(gè)接口，等等)，接口每個(gè)都可(例如通過(guò)總線 或其他互連)耦合至(一個(gè)或多個(gè))處理器和存儲(chǔ)器。 注意，實(shí)現(xiàn)全部或部分的計(jì)算模塊212的程序指令和數(shù)據(jù)(例如歷史記錄312和 /或查找表314)可存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器310之類(lèi)的各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。在一些實(shí)施例 中，這樣的程序指令可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上，例如CD(光碟)、DVD(數(shù)字多功能光 碟)、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁帶裝置、軟盤(pán)等。為了被處理器執(zhí)行，指令和數(shù)據(jù)從其他計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ) 介質(zhì)中載入存儲(chǔ)器。指令和/或數(shù)據(jù)還可經(jīng)由諸如因特網(wǎng)之類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)或者在載體介質(zhì)上傳 送至計(jì)算裝置用于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。 雖然已經(jīng)與幾個(gè)實(shí)施例有關(guān)地描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不希望限于這里所陳述 的具體形式。相反，本發(fā)明希望覆蓋可合理地包括在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi) 的替換、修改和等同物。
產(chǎn)業(yè)適用性 本發(fā)明的實(shí)施例可用在自然資源勘探、發(fā)現(xiàn)和/或抽提的領(lǐng)域。
2權(quán)利要求
一種方法，包括識(shí)別多個(gè)傳感器中的每一個(gè)處的電特性，其中所述多個(gè)傳感器包括第一傳感器，并且其中隨鉆測(cè)量(MWD)工具包括所述多個(gè)傳感器；基于所述電特性，生成標(biāo)識(shí)地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)的異常的構(gòu)造性質(zhì)的信息，其中所述構(gòu)造性質(zhì)通過(guò)至少一個(gè)幅度和至少一個(gè)距離來(lái)標(biāo)識(shí)，并且其中所述構(gòu)造性質(zhì)相對(duì)于所述地質(zhì)構(gòu)造的相應(yīng)性質(zhì)來(lái)標(biāo)識(shí)；以及基于所述電特性，生成標(biāo)識(shí)方位角的信息，其中所述方位角將異常的構(gòu)造的位置與所述第一傳感器的位置聯(lián)系起來(lái)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述構(gòu)造性質(zhì)是所述異常的電導(dǎo)率或電阻率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括判斷所述異常相比所述地質(zhì)構(gòu)造是更導(dǎo)電的還 是更不導(dǎo)電的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述判斷包括訪問(wèn)表示了由所述麗D工具檢測(cè)的 歷史的電導(dǎo)率或電阻率的信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述判斷包括識(shí)別所述多個(gè)傳感器中的哪個(gè)正在 接收最大或最小量的電流。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中如果所述異常比所述地質(zhì)構(gòu)造更導(dǎo)電，則所述生 成標(biāo)識(shí)所述方位角的信息包括生成所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)的電導(dǎo)率值；計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第一對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電導(dǎo)率值之間的第一差； 計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第二對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電導(dǎo)率值之間的第二差；以及計(jì)算所述第一差與所述第二差的比的反正切。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中如果所述異常比所述地質(zhì)構(gòu)造更不導(dǎo)電，則所述 生成標(biāo)識(shí)所述方位角的信息包括生成所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)的電阻率值；計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第一對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電阻率值之間的第一差； 計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第二對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的電阻率值之間的第二差；以及計(jì)算所述第一差與所述第二差的比的反正切。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述生成標(biāo)識(shí)所述異常的電導(dǎo)率的信息包括 計(jì)算近電流與遠(yuǎn)電流的比，其中所述近電流由所述多個(gè)傳感器中的最近傳感器接收， 其中所述遠(yuǎn)電流由所述多個(gè)傳感器中的最遠(yuǎn)傳感器接收， 其中所述最近傳感器最靠近所述異常，并且 其中所述最遠(yuǎn)傳感器最遠(yuǎn)離所述異常；以及基于所述比，在查找表中查找所述至少一個(gè)幅度和所述至少一個(gè)距離。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述方位角以及在所述第一傳感器與磁北 和重力向量之一之間的已知角，來(lái)計(jì)算相對(duì)角。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述至少一個(gè)幅度和所述至少一個(gè)距離和所述方位角，生成圖形；以及 在極坐標(biāo)顯示上顯示所述圖形，其中所述極坐標(biāo)顯示的中心對(duì)應(yīng)于所述麗D工具所位于的井眼的位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法， 其中所述圖形包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域表示具有不同的電導(dǎo)率或電阻率的所述地質(zhì)構(gòu)造的一部分，并且 其中每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)于一個(gè)或多個(gè)幅度和距離對(duì)中的相應(yīng)一對(duì)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中生成顯示包括 基于所述方位角標(biāo)識(shí)切線，其中所述切線與半徑等于所述至少一個(gè)距離中的第一距離的圓相交；以及 在所述極坐標(biāo)顯示上標(biāo)記第一帶，其中所述第一帶由所述切線形成邊界。
13. —種系統(tǒng)，包括計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊被配置為接收標(biāo)識(shí)了多個(gè)傳感器中的每一個(gè)處所檢測(cè)的電特 性的信息，其中隨鉆測(cè)量(麗D)工具包括所述多個(gè)傳感器， 其中所述多個(gè)傳感器包括第一傳感器，其中所述計(jì)算模塊被配置為基于所述電特性，生成標(biāo)識(shí)方位角的信息以及標(biāo)識(shí)地質(zhì)構(gòu) 造內(nèi)的異常的構(gòu)造性質(zhì)的信息，其中所述構(gòu)造性質(zhì)通過(guò)至少一個(gè)幅度和至少一個(gè)距離來(lái)標(biāo)識(shí)， 其中所述構(gòu)造性質(zhì)相對(duì)于所述地質(zhì)構(gòu)造的相應(yīng)性質(zhì)來(lái)標(biāo)識(shí)，并且 其中所述方位角將異常的構(gòu)造的位置與所述第一傳感器的位置聯(lián)系起來(lái)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述構(gòu)造性質(zhì)是所述異常的電導(dǎo)率或電阻率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算模塊被配置為判斷所述異常相比所述 地質(zhì)構(gòu)造是更導(dǎo)電的還是更不導(dǎo)電的。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算模塊被配置為基于指示了由所述麗D 工具檢測(cè)的歷史的電導(dǎo)率或電阻率的信息，來(lái)判斷所述異常相比所述地質(zhì)構(gòu)造是更導(dǎo)電的 還是更不導(dǎo)電的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算模塊被配置為基于標(biāo)識(shí)了所述多個(gè)傳 感器中的哪個(gè)正在接收最大或最小量的電流的信息，來(lái)判斷所述異常相比所述地質(zhì)構(gòu)造是 更導(dǎo)電的還是更不導(dǎo)電的。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算模塊被配置為 為所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)生成值，其中所述值標(biāo)識(shí)了電導(dǎo)率或電阻率； 計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第一對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的值之間的第一差； 計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第二對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的值之間的第二差；以及 計(jì)算所述第一差與所述第二差的比的反正切，其中所述反正切標(biāo)識(shí)所述方位角。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算模塊被配置為 計(jì)算近電流與遠(yuǎn)電流的比，其中所述近電流由所述多個(gè)傳感器中的最近傳感器接收，其中所述遠(yuǎn)電流由所述多個(gè)傳感器中的最遠(yuǎn)傳感器接收， 其中所述最近傳感器最靠近所述異常，并且 其中所述最遠(yuǎn)傳感器最遠(yuǎn)離所述異常；以及基于所述比，在查找表中查找所述至少一個(gè)幅度和所述至少一個(gè)距離。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)算模塊被配置為基于所述方位角以及在 所述第一傳感器與磁北和重力向量之一之間的已知角，來(lái)計(jì)算相對(duì)角。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括圖形模塊，所述圖形模塊被配置為 基于所述至少一個(gè)幅度和所述至少一個(gè)距離和所述方位角，生成圖形；以及 使所述圖形顯示在極坐標(biāo)顯示上，其中所述極坐標(biāo)顯示的中心對(duì)應(yīng)于所述麗D工具所位于的井眼的位置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)， 其中所述圖形包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域表示具有不同的電導(dǎo)率的所述地質(zhì)構(gòu)造的一部分，并且 其中每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)于一個(gè)或多個(gè)幅度和距離對(duì)中的相應(yīng)一對(duì)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述圖形模塊被配置為 基于所述方位角標(biāo)識(shí)切線，其中所述切線與半徑等于所述至少一個(gè)距離中的第一距離的圓相交；以及在所述極坐標(biāo)顯示上標(biāo)記第一帶，其中所述第一帶由所述切線形成邊界。
24. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括地面計(jì)算裝置，所述地面計(jì)算裝置被耦合以 接收來(lái)自所述麗D工具的信息，其中所述地面計(jì)算裝置包括所述計(jì)算模塊的至少一部分。
25. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括所述麗D工具， 其中所述麗D工具包括所述計(jì)算模塊的至少一部分。
26. —種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括程序指令，所述程序指令 可執(zhí)行用于基于多個(gè)傳感器中的每一個(gè)處所識(shí)別的電特性，生成標(biāo)識(shí)地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)的異常的構(gòu)造性 質(zhì)的信息，其中所述多個(gè)傳感器包括第一傳感器，并且 其中隨鉆測(cè)量(麗D)工具包括所述多個(gè)傳感器； 其中所述構(gòu)造性質(zhì)通過(guò)至少一個(gè)幅度和至少一個(gè)距離來(lái)標(biāo)識(shí)，并且 其中所述構(gòu)造性質(zhì)相對(duì)于所述地質(zhì)構(gòu)造的相應(yīng)性質(zhì)來(lái)標(biāo)識(shí)；以及 基于所述電特性，生成標(biāo)識(shí)方位角的信息，其中所述方位角將異常的構(gòu)造的位置與所述第一傳感器的位置聯(lián)系起來(lái)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述構(gòu)造性質(zhì)是所述異常的電 導(dǎo)率或電阻率。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述程序指令還可執(zhí)行用于判 斷所述異常相比所述地質(zhì)構(gòu)造是更導(dǎo)電的還是更不導(dǎo)電的。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述程序指令可執(zhí)行用于基于指示了由所述麗D工具檢測(cè)的歷史的電導(dǎo)率或電阻率的信息，來(lái)判斷所述異常相比所述地 質(zhì)構(gòu)造是更導(dǎo)電的還是更不導(dǎo)電的。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述程序指令可執(zhí)行用于基于 標(biāo)識(shí)了所述多個(gè)傳感器中的哪個(gè)正在接收最大或最小量的電流的信息，來(lái) 判斷所述異常相 比所述地質(zhì)構(gòu)造是更導(dǎo)電的還是更不導(dǎo)電的。
31. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述程序指令可執(zhí)行用于 為所述多個(gè)傳感器中的每一個(gè)生成值，其中所述值標(biāo)識(shí)了電導(dǎo)率或電阻率； 計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第一對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的值之間的第一差； 計(jì)算與在所述麗D工具的相對(duì)側(cè)的第二對(duì)傳感器相關(guān)聯(lián)的值之間的第二差；以及 計(jì)算所述第一差與所述第二差的比的反正切，其中所述反正切標(biāo)識(shí)所述方位角。
32. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述程序指令可執(zhí)行用于 計(jì)算近電流與遠(yuǎn)電流的比，其中所述近電流由所述多個(gè)傳感器中的最近傳感器接收， 其中所述遠(yuǎn)電流由所述多個(gè)傳感器中的最遠(yuǎn)傳感器接收， 其中所述最近傳感器最靠近所述異常，并且 其中所述最遠(yuǎn)傳感器最遠(yuǎn)離所述異常；以及基于所述比，在查找表中查找所述至少一個(gè)幅度和所述至少一個(gè)距離。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述程序指令可執(zhí)行用于基于 所述方位角以及在所述第一傳感器與磁北和重力向量之一之間的已知角，來(lái)計(jì)算相對(duì)角。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中所述程序指令可執(zhí)行用于 基于所述至少一個(gè)幅度和所述至少一個(gè)距離和所述方位角，生成圖形；以及 在極坐標(biāo)顯示上顯示所述圖形，其中所述極坐標(biāo)顯示的中心對(duì)應(yīng)于所述麗D工具所位于的井眼的位置。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)， 其中所述圖形包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)域，其中每個(gè)區(qū)域表示具有不同的電導(dǎo)率或電阻率的所述地質(zhì)構(gòu)造的一部分，并且 其中每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)于一個(gè)或多個(gè)幅度和距離對(duì)中的相應(yīng)一對(duì)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序指令可執(zhí)行用于 基于所述方位角標(biāo)識(shí)切線，其中所述切線與半徑等于所述至少一個(gè)距離中的第一距離的圓相交；以及 在所述極坐標(biāo)顯示上標(biāo)記第一帶，其中所述第一帶由所述切線形成邊界。
37. —種系統(tǒng)，包括用于基于多個(gè)傳感器中的每一個(gè)處所識(shí)別的電特性，生成標(biāo)識(shí)地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)的異常的構(gòu)造性質(zhì)的信息的裝置，其中所述多個(gè)傳感器包括第一傳感器， 其中隨鉆測(cè)量(麗D)工具包括所述多個(gè)傳感器； 其中所述構(gòu)造性質(zhì)通過(guò)至少一個(gè)幅度和至少一個(gè)距離來(lái)標(biāo)識(shí)，并且 其中所述構(gòu)造性質(zhì)相對(duì)于所述地質(zhì)構(gòu)造的相應(yīng)性質(zhì)來(lái)標(biāo)識(shí)；以及用于基于所述電特性，生成標(biāo)識(shí)方位角的信息的裝置，其中所述方位角將異常的構(gòu)造的位置與所述第一傳感器的位置聯(lián)系起來(lái)。
全文摘要
各種系統(tǒng)和方法確定描述了地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)的異常的位置的距離、幅度和方位角。例如，一種方法涉及識(shí)別隨鉆測(cè)量(MWD)工具中的幾個(gè)傳感器中的每一個(gè)處的電特性(例如電阻率或電導(dǎo)率)?；陔娞匦裕蓸?biāo)識(shí)異常的構(gòu)造性質(zhì)的信息。該信息包括至少一個(gè)幅度和至少一個(gè)距離。標(biāo)識(shí)方位角的信息也基于電特性來(lái)生成。方位角將異常的構(gòu)造的位置與MWD工具中的第一傳感器的位置相聯(lián)系。
文檔編號(hào)G01V1/40GK101730855SQ200880018008
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者保羅·L·辛克萊, 托馬斯·A·斯普林格 申請(qǐng)人:Cbg公司