[发明专利]使用到达时间技术从井下压力传感器确定井眼的测量深度(MD)的系统

说明书

描述了一种对井眼的测量深度进行估计的系统。所述系统包括定位在井眼中的钻液脉冲遥测系统和与所述钻液脉冲遥测系统连接的处理器。从环境传感器封装获得时间系列测量结果。确定时延和路径衰减幅度的初始估计。确定所述初始估计的误差，并且执行所述误差的迭代最小化，直到源信号参数收敛为止，从而得到所述源信号和反射信号的最小二乘估计。所述最小二乘估计用于获得时延值，然后，所述时延值被用于连续生成对井眼的测量深度的估计。

相关申请的交叉引用

本申请是2017年3月27日在美国提交的、题为“System for Determination ofMeasured Depth(MD)in Wellbores from Downhole Pressure Using Time of ArrivalTechniques”的美国临时申请No.62/477,344的非临时专利申请，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明涉及用于实时估计测量深度(MD)的系统，更具体地，涉及根据井下压力换能器数据来实时估计MD的系统。

背景技术

近来，钻探(drilling)有复杂井眼轨迹的井眼已经增加。井眼是在地下垂直和/或水平钻出的窄井筒(shaft)，其被构造用于多种目的。通常存在从表面起的竖直段，然后是从竖直到水平的曲线过渡段，然后是石油和天然气贮量中的水平段。可以钻出井眼以提取水、其它液体(例如，石油)或气体(例如，天然气)，或者作为岩土工程调查、环境现场评估、矿物勘探或温度测量的一部分。井眼定位在“Introduction to Wellbore Positioning byAngus Jamieson/UHI Scotland,pages 39-41 and 188 and BP-Amoco DirectionalSurvey Handbook,section 5.2”中有描述，其通过引用并入于此。

在美国专利No.4,454,756(下文中称为'756专利)中，Sharp描述了一种惯性井眼测量系统，该系统需要使用测井电缆(wireline)来提供测量深度(MD)(探针位置)信息和钻孔速度(rate of penetration(ROP))(探针速度)。信号被发送至地表以进行处理，从而计算和记录探针位置。对测量数据和连续数据的基本卡尔曼(Kalman)滤波只有在工具运行后才能在表面上进行。此外，该系统仅适用于常规的竖井，并且缺乏高性能磁力计。

此外，Molnar的美国专利No.4,542,647(下文中称为'647专利)描述了一种井眼惯性导引系统，该系统也需要使用测井电缆来提供测量深度(MD)(探针位置)信息和钻孔速度(ROP)(探针速度)。该系统仅使用两个陀螺仪轴，并根据探针速度从加速度计或地球速率合成第三个轴。此外，'647专利描述了陀螺罗盘和INS解决方案的基本卡尔曼滤波。

另外，Mohammed A.Namuq的题为“Simulation and Modeling of Pressure PulsePropagation in Fluids Inside Drill Strings”的论文(参见http//nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-107969，其如在此全面阐述地通过引用而并入于此)旨在开发用于在钻柱内的流体中的钻探压力脉冲传播的同时检测和解码测量结果的实验室实验设置(setup)、模拟模型以及方法。这项工作没有提及根据这样的数据估计MD。