[发明专利]地层取心设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2009年6月15日提出申请的并且题目为“Sealed Core”的美国临时专利申请No.61/187,126的优先权，该申请通过引用在此全文并入。

本申请还主张2010年4月2日提出申请的并且题目为“Formation CoringApparatus and Methods”的美国临时专利申请No.61/320,579的权益，该申请通过引用在此全文并入。

背景技术

通常将井钻进到地面或洋底以采出油气的天然沉积物、以及闭圈在地球的地壳中的地质构造中的其它期望的材料。通常使用连接到钻柱下端的钻头进行钻井。通常将钻井液或泥浆通过钻柱向下泵送到钻头。钻井液润滑并冷却钻头，并且另外可以将钻井岩屑从井眼带回到地面。

在不同的油气勘探操作中，有益的是具有关于被井眼穿过的地下地层的信息。例如，一些地层评价方案包括对地层压力和渗透率进行测量和分析。这些测量可以对预测地下地层的开采能力和开采使用期限是必不可少的。

虽然地层测试仪可以主要用于采集流体样品，但是其它井下工具可以用于采集岩心样品。例如，取心工具可以用于获得地层岩石的岩心样品。典型的取心工具包括中空取心钻头，所述中空取心钻头被推进到地层内以限定岩心样品，然后从地层移除所述岩心样品。然后可以在井眼内的工具内或在被输送到地面之后分析岩心样品，以评价组成包围井眼的地层的物质的储层存储能力(孔隙度)和渗透率、地层的孔隙内所含有的流体和矿床的化学和矿物组成、和/或地层中所含有的束缚水含量。

然而，传统的取心工具受限于获得垂直于取心工具的纵向轴线(或等同于井眼轴线)的井壁岩心样品，因为取心钻头不能相对于取心工具轴线以除了90度之外的角度独立倾斜并且伸出到地层内。因此，对于显示各向异性的层状地层(其中固有的底层特性取决于测量方向)来说，以90度角度提取的岩心样品随后必须沿各向异性的线被切割。最终的样品通常不适于测量期望的地层特性。

附图说明当参照附图获悉时可从以下详细说明最好地理解本公开。要强调的是根据行业的常规作法，不同特征没有按照比例绘出。事实上，为了论述的清楚起见，可以任意增加或减小不同特征的尺寸。

图1是根据本公开的一个或多个方面的设备的示意性视图；

图2是根据本公开的一个或多个方面的设备的示意性视图；

图3A-3D是根据本公开的一个或多个方面的设备的示意性视图；

图4A和4B是根据本公开的一个或多个方面的设备的示意性视图；

图5是根据本公开的一个或多个方面的方法的流程图；和

图6是示出了本公开的一个或多个方面的示意性视图。

具体实施方式

将要理解的是以下公开提供用于执行不同实施例的不同特征的多个不同的实施例、或示例。以下对部件和装置的具体示例进行说明以简化本公开。然而，这些仅仅是示例性的，并且不旨在进行限制。此外，本公开可以在不同的示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚起见，并且本身没有指示所述的不同实施例和/或结构之间的关系。此外，在以下说明中，在第二部件以上或所述第二部件上的第一部件的形成可以包括其中第一和第二部件被形成为直接接触的实施例，并且还可以包括其中另外的部件以置于第一和第二部件之间的方式形成使得第一和第二部件可以不直接接触的实施例。

参照图1，示出了根据本公开的一个或多个方面的工具串100的示意性视图。工具串100在钢丝电缆(或缆索)102的端部处悬挂在井眼内。电缆102缠线在地球地面处的绞车(未示出)上。电缆102可以将电力提供给包括在工具串100内的不同的部件，和/或提供工具串100中的不同部件与地面电子设备和处理系统(未示出)之间的数据通信链路。工具串100包括根据本公开的一个或多个方面的井壁取心工具114。工具串100还可以包括固定和动力接头104、遥测仪106、测斜仪108、近井眼成像仪110、和岩性分析仪112。