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测井方法失效专利 发明

技术内容

本发明涉及一种在一形成于一地层结构中的井孔中运转一测井仪器 的方法,此井孔至少有一部分可设置一井孔部件,例如一套管。 在常规的井孔钻制中,若干个直径逐步减小的套管部件装在此井孔 中,以防止井孔坍陷并保护钻孔装置。井孔的加深是旋转一通过前面安 装的套管部件延伸至井孔底部的钻具实现的。在将套管装入新钻好的井 孔部分之前,一测井仪器通过一电缆降入未装套管的井孔部分并运转以 获得反映特性如围绕未设套管井孔部分的地层结构的孔积率或油/水成分 的测井数据。这种电缆测井方法的一个缺点是在降下并运行测井仪器时 需要额外的钻机时间。还一个缺点是测井仪器会很危险地卡在开口井孔 部分内。另外,有可能不在新钻井孔部分的有效区域运转测井仪器,其 后果为不会获得周围结构的有价值的信息。 另一个提出的测井方法在“石油和天然气”杂志1996年10月期65 -66页中公开,其中一测井仪器沿一钻具降下并在钻具行进中运转。这 种方法有几个缺点,例如此测井仪器的直径受钻具内径的限制,而且一 井底马达的存在阻碍了使此仪器进一步降下。此外,一旦此仪器位于钻 具中时则会妨碍在钻具行进之前钻另一个井孔部分。而且,使此仪器位 于钻具内一选定位置需要采取特殊的技术措施,这会使得此装置非常复 杂。 因此,需要提供一种改进的测井方法,此方法可靠并可大大减少钻 机时间。 根据本发明,提供了在一形成于一地层结构中的井孔中运转一测井 仪器的方法,其中井孔至少有一部分将设有一井孔部件,此方法包括: 以一相对于所述部件选定的关系设置测井仪器,以使此测井仪器在此部 件降入井孔中时由此部件导向穿过井孔;将以所述选定关系带有此测井 仪器的部件降下,穿过井孔至井孔的所述部分;运转测井仪器,以提供 围绕井孔的地层结构的测井数据;并将测井数据传至地面。 应理解“井孔部件”这个词指的是任何放置在井孔中形成其一结构 部分的部件,而同此相对应测井仪器可以以所述选定关系设置。 通过实施本发明的方法,由于测井仪器与井孔部件一同降下,使得 钻机时间减少,因此消除了对电缆测井的需求。另外,井孔部件通常具 有高机械强度,这样此井孔部件能保护井孔中的测井仪器。而且,因为 有井孔部件引导测井仪器穿过井孔,测井孔仪器堵在井孔中或不能通过 很倾斜或水平的井孔部分移动的危险也会减少。 如果在将井孔部件降入井孔的同时运转测井仪器,还能进一步减少 钻机时间。 井孔部件适当地形成一管状件,而测井仪器至少部分地设置在此管 状件内。 为了从井孔一选定位置获得测井数据,测井仪器适当地连接在此管 状件内表面一选定位置处,此位置相应于要测的地层结构的一部分。 适当地,井孔部件从一井孔套管、一井孔衬套、一开槽井孔衬套、 一可膨胀的开槽衬套、一预钻孔衬套、一井孔挡板、一绕接挡板以及一 砂砾层挡板中挑选出。 本发明的一适当的应用中的测井仪器包括至少一个γ射线测井装 置,一个密度测井装置,一个中子测井装置,一个NMR测井装置,一个 电阻率测井装置,一个微型电阻率/内径测井装置,一个声音测井装置以 及任何合适的测井装置。如果应用了若干个这样的测井装置,测井装置 最好以封装方式设置。 为了改进此仪器与周围地层结构的联系,此管状件可设有一同所述 测井装置中选定的一个相对的窗,此窗可填充一测井仪器信号可穿过的 材料。这种材料如纤维增强塑料、玻璃纤维增强环氧化物和纤维增强水 泥。 当所述测井装置形成一衬垫型装置时,这种装置适当地穿过此窗, 以同井孔壁接触。 以下将参考附图以示例性方式对本发明进行更详细的说明,其中: 图1示意性地示出了实施本发明方法的一个系统;而 图2示出了一应用了本发明方法的井孔的剖视图,其中一测井仪器 偏心地位于一套管靴导轨中。 参照图1和图2,示出了一个井孔1,它通过地面7上的一钻机5 钻入一地层结构3而形成。井孔1的一上部设有管状套管以防止井孔坍 陷。在通常的井孔钻孔过程中,套管包括若干个在向下方向上直径逐步 减小的套管部件。通过穿过前面安装的套管部件(未示出)钻一新的倾 斜的井孔部分8而使井孔1变深,并降下一个直径比前面安装的井孔部 分小的套管部件9使之进入新的井孔部分8中。在此方式中直径逐步减 小的套管部件位于井孔中。 套管部件9的下端部分称为套管靴导轨11,此下端部内部带有一测 井仪器15,测井仪器15包括一γ射线测井装置7、一中子测井装置19、 一密度测井装置仪器21以及一能量/记忆管壳23,其中管壳23包括一用 于仪器15的适当的能源。套管部件9设有一窗25,窗25可以是一个开 口或一个填充有纤维增强塑料材料如纤维增强环氧化物的开口,窗25同 密度测井装置17相对。套管靴导轨11的某些部分可完全用玻璃纤维增 强环氧化物、纤维增强水泥或其它适当的材料制成,以使受钢材影响的 仪器的测井响应最优(如电阻率/感应和核磁共振型仪器)。在所有情况 下靴导轨11都设计成可将泥直抽到靴导轨的前部。使用的材料经过选择 以便需要进一步加深井时能将其钻掉。测井仪器15通过臂杆29可取回, 测井仪器15位于一由玻璃纤维增强环氧化物制成的开口端部固定管27 中,其中固定管27固定地连接在套管部件9的内表面下侧上。使用一套 管提引转头(例如在水平部分)将套管的下侧限定成或由套管的偏心机 构(在垂直部分)或由仪器的偏心重量推靠在地层上。 一导向漏斗31位于固定管27上端,此导向漏斗31具有一远离固定 管27的大直径端以及一邻近固定管27的小直径端。此大直径端相应于 套管部件9的内径,而小直径端相应于固定管27的内径。 在将套管部件9降入新井孔部分8的过程中,测井仪器15的测井装 置17、19和21都在运行,而且表明围绕新井孔部分8的地层结构信息 的测井数据记录在能量/记忆管壳23中(即此仪器以记忆模式运行)。由 于测井仪器15位于套管靴导轨11内,导轨11可保护测井仪器15以免 受到由于与井孔壁碰撞而产生的机械损坏。另外,将测井仪器15装在套 管部件9中的设置可确保将测井仪器15降下时不受有不规划形状的井孔 壁的阻碍。特别是在对水平或接近水平井孔部分进行测量时,本发明的 方法尤其有优越性,因为如果用电缆将测井仪器降下使一测井仪器通过 这样新钻的部分即使不是不可能,也是很困难的。 在安装套管部件9后而在用水泥将此套管部件粘在井壁中之前,将 一锁紧装置33插入井孔1中,其中此锁紧装置33带有适当的盘35(所 谓的承杯),盘35用于将此锁紧装置33注下穿过井孔1。锁紧装置33 可同测井仪器15相连并连在从地面伸入井孔1中的一钢丝绳37或卷管 (未示出)上。钢丝绳37或卷管带有导电装置,以将表示测井数据的电 信号传到地面,导电装置在地面同一测井车39上的适当的数据读取装置 相连。锁紧装置33注下井孔1至固定管27上。当锁紧装置33到达固定 管27上时,导向漏斗31将锁紧装置33导向固定管27的上开口端,直 到锁紧装置同测井仪器15相连。 接着,贮存在能量/记忆管壳23中的测井数据通过导电体传到数据 读取装置上。然后通过钢丝绳37或卷管将测井仪器取回地面7。测井数 据可以在测井仪器15取回地面7后从测井仪器上读取,或者也可以在仪 器取回地面过程中读取。此钢丝绳或卷管也可用于检测测井仪器的深 度。深度控制的最优方法可以是在取回过程中使仪器处于工作状态,同 时在地面测量钢丝绳(或卷管)的深度,这样就能生成一最优的深度协 调曲线。 接着将套管用水泥粘结,其中包括如井孔需进一步加深时可以使用 一常规钻井工具从套管部件9钻下的固定管27。 在锁紧装置暂时锁紧至测井仪器上时,例如在进行压力检测或可获 得全部相互影响的数据的测井时,锁紧装置33可以从地面得到控制,或 者取回仪器15,或者将其从仪器15上解下。 此测井仪器可以在套管靴导轨中部分偏心、部分对中,而不是完全 偏心,这取决于仪器和仪器所用的传感器的类型或采用的衬垫的几何形 状。 在上述的步骤中,测井数据贮存在能量/记忆管壳中并传至其后面的 地面上。但在一替换的运行模式中,测井数据可用一测井部件以完全相 互作用连接方式在一实时模式中传送至地面,例如在选定深度进行地层 压力检测过程中。 为了建立一使得此测井仪器在记忆模式中工作良好的实时检测,在 此仪器内设有一可提供间隔脉冲(例如压力或电磁)的内部检测系统, 而不用使此仪器通过一电缆与地面相连。利用此间隔脉冲还可以在将井 孔部件运转进入井孔时获得实时数据。 在此仪器失效时,仪器可以通过在一缆绳上的下注锁紧件收回并用 一备用仪器替代,然后测井操作可以重新进行。如果此测井仪器要放在 一开口的衬套的靴导轨中时(例如一开槽衬套、一预钻孔衬套或一绕接 挡板),可在此开口的衬套中放入一冲洗管,以阻塞住此衬套中的开口, 以使锁紧装置能通过此开口衬套注下,或者可以将此仪器连接在此冲洗 管上并与此冲洗管一同取回。

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