[发明专利]加套管井眼和表面之间的电磁测井

说明书

对其他申请的交叉引用

本申请要求享有2009年10月2日提交的题为“Marine Borehole to Surface Electromagnetic Survey with Transmitter in Well Casings”的美国临时专利申请No.61/248,162的优先权。本申请还涉及2009年4月10日提交，题为“Borehole to Surface Resistivity Logging”的美国临时专利申请No.61/168,281，以及在2009年10月21作为美国专利申请No.12/603,053非临时提交的申请，在此通过引用将其每者并入本文（事务所存档号23.0706）。

技术领域

本申请总体上涉及电磁测井领域，尤其涉及利用设置于加套管井眼中的一个或多个发射机和位于表面上的一个或多个接收机的电磁（EM）测井。

背景技术

一种测量地层电阻率的技术涉及通过低频磁场发射机使用电磁感应，低频磁场在地层中诱发电流。这些感应电流接着又产生次生磁场，所述次生磁场可以由磁场接收机测量到。

测量位置相邻的井眼之间地球地表下岩层电阻率被称为“井间测量”。现有技术中已知有各种工具和方法来执行井间测井，由此获得井间测量数据集。通常通过移动一个井中的发射机和另一个井中的接收机阵列来收集井间数据集。对对应于发射机和接收机阵列各种位置的电磁场进行测量。需要一个完善的求逆过程来解释这种数据集并获得井间区域的电阻率图像。典型的井间测井系统使用产生大垂直磁矩的发射机和特别对磁场垂直磁矩敏感的极灵敏接收机。

为井间测井设计的几种系统使用了磁场发射机和接收机。那些发射机和接收器产生沿工具纵轴取向的磁偶极矩。在原理上讲，可以为井之一或两者加套管。不过，在实践中，由于套管导致严重的衰减，为两个井都使用标准磁钢套管是有问题的。已经获得了成功且有用的测井曲线，其中两个井都是裸眼井，或其中接收机井已装备磁性套管。此外，已经获得了利用高铬含量的钢加套管的井之一或两者的成功测井曲线。那种套管是非磁性的，比标准套管具有更低电导率。结果，衰减比标准磁钢套管低得多。

也有各种工具从井眼之内向位于表面上的一个或多个接收机发射电磁信号。例如，有一种钢丝绳工具被设计成测量加套管井中的地层电阻率，一种同时测井和钻井（LWD）的工具跨过工具中的绝缘间隙并向地层中发送电流，一种生产测井工具在井下部件和表面之间实现无线遥测，一种EM遥测工具被用作泥浆脉冲遥测装置的替代，在工具中绝缘间隙两端施加电压，以生成E-偶极子源（在共同所有/转让的美国专利7,477,162中描述了E脉冲）。

发明内容

本公开涉及在裸眼井或金属套管井中进行井眼到表面（包括海底）电磁感应测井。

附图说明

图1和2是根据本公开用于进行井眼到表面电阻率测量的几何结构实施例的示意图。

图3示出了描述所公开方法一个实施例中步骤的流程图。

图4示出了根据实施例使用的计算机系统的方框图。

应该理解的是，附图不成比例，仅用于例示的目的，并不是本发明的范围界定，其范围仅由所附权利要求的范围确定。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明的具体实施例。为了一致，将用类似数字指称各图中类似的元件。在以下描述中，阐述了很多细节以提供对本发明的理解。不过，本领域的技术人员应该理解，可以无需这些细节中的很多来实践本发明，所述实施例的很多变化或修改都是可能的。如这里使用的，术语“垂直”表示基本对准或平行于井眼的纵轴，除非另行指出。

井间测井的补充测量是表面到井眼或井眼到表面测量。对于这样的测量，将源放在表面上，接收机放在井下，或反之。在一直执行的表面到井眼试验中，源是电偶极子（例如，连接到被推进到地球中的两个标桩的大发电机），接收机是感测所得磁场的垂直分量的常规井间磁场接收机。在美国专利申请No.12/603,053中已经提出了使用井下E偶极子源的井眼到表面测量方法。应当指出，测量加套管井中的垂直电场相当不实际。

有五项观测涉及形成本公开基础的先前测量，本公开涉及利用井下磁偶极子源的井眼到表面测量。在井间EM检查中，采用一个井内部的磁偶极子源，第二个井中部署接收机串，或在表面到井眼（STB）检查中，执行这些先前测量，在STB检查中，线电流源和/或表面电流环源位于表面上，同时将接收机串部署到加套管深井中的各种深度。观测结果如下：