CN102037212B - 在区域化储层中进行钻井 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻井方法，包括以下步骤：确定指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的第一值；确定指示邻近所述钻具组合的地层流体的甲烷浓度的第二值；以及根据第一值和第二值控制井眼轨迹。

Description

在区域化储层中进行钻井
背景技术
图1显示了在地球地层F中形成生产井或开发井210的方法的性能的示例性环境。在所示的示例中，地球地层F包括第一页岩淀积或层230、紧砂淀积或层231、和第二页岩淀积或层232。层230、231和232位于储层R的顶部。储层R包括第一多孔砂岩层或储集层233、和分离第一储集层233与第二砂岩层或储集层236的中间页岩层234。在此示例中，第一层233包括第一油气，而第二层236包括第二油气以及水。油气与水之间的交界面由油水界面(OWC)235表示。地球地层F还包括断层240，地质构造穿过所述断层是不连续的。层230′、231′、232′、233′、234′和236′穿过断层240与类似层230、231、232、233、234和236相对应。类似地，OWC 235′对应于油水界面235。
在图1所示的方法中，第一试验井或勘探井220被初始钻通地层F。当正在钻井220时，可获得指示直接包围井220的多孔岩石的物理特性的随钻测井测量值。这些测量值通常可以包括天然伽马射线测量值和电阻率测量值，以及本领域的技术人员所公知的其它类型的测量值。另外，或者可选地，用于钻井220的钻柱可以从井220移除，并且电缆输送工具串可以引入到井220内以获得指示直接包围井220的多孔岩石的物理特性的测量值。由电缆输送工具串执行的典型操作可以包括压力测量、地层流体取样和井壁岩心采集、以及本领域的技术人员所公知的其它类型的测量和/或采集。对随钻采集测量值和/或利用电缆工具串采集的测量值进行解释，并且使用该测量值尤其识别例如储层236的顶部的位置、层233和234中所含有的油气的类型和/或经济价值、和OWC 235的位置。根据此信息和任选的其它信息，钻柱被引入到井220中，用于侧钻井210。井210通常是位于最大化从井210进行预期开采的经济价值的深度处的水平井。可以使用底部钻具组合的倾斜的周期性测量沿预定轨迹以几何方式对井210进行导向，或者例如使用钻井210所使用的底部钻具组合遇到的地层的深电阻率法图像相对于层232和233之间的边界在地质学上对井210进行导向。
如图1所示，当正在层233中钻井210时，井210可以穿过断层240。在一些情况下，例如当断层240可渗透时，存在于层236′中的地层流体的类型和/或经济价值类似于存在于层233的油气的类型和/或经济价值。然而，在其它情况下，存在于层236′中的地层流体的类型和/或经济价值是未知的，并且不能从钻试验井220时采集的测量值推断存在于层236′中的地层流体的类型和/或经济价值。例如，存在于层236′中的地层流体的类型和/或经济价值可以明显比层233低。因此，根据对沿井220的储层流体的认识选定的井210的深度或轨迹可能使得通过断层240的井210不会产生充分的经济价值。此外，甚至可以存在层233中的油气的水平变化。组分变化(compositional variations)可能需要校正轨迹210以增加井的经济价值。
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，为了论述的清楚期间，可以任意增加或减小不同特征的尺寸。
图1是典型的地层的横截面图；
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3是根据本公开的一个或多个方面的设备的示意性视图；以及
图4A和图4B是根据本公开的一个或多个方面的测井的示意性视图。
具体实施方式
要理解的是以下公开提供许多不同实施例、或示例，用于实施各种实施例的不同特征。部件和装置的具体示例描述如下以简化本公开。然而，这些仅仅是示例并且不旨在进行限制。此外，本公开可以在各种示例中重复附图标记和/或字母。这种重复是出于简单和清楚的目的，并且本身不表示所述的各种实施例和/或结构之间的关系。此外，在以下说明中第一特征经过或在第二特征上的形成可以包括第一和第二特征以直接接触的方式形成的实施例，并且还可以包括另外的特征可以以置于第一和第二特征之间的方式形成使得第一和第二特征可以不直接接触的实施例。
在本公开的保护范围内的方法和设备的一个或多个方面可以被实施为使用指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的测量值与指示地层流体中的甲烷浓度的测量值一起控制井眼轨迹。在本公开的保护范围内的方法和设备可以可选地或另外地被实施为使用指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的测量值与指示地层流体光学性质的测量值一起控制井眼轨迹。在本公开的保护范围内的方法和设备的一个或多个方面还可以或可选地用于当正在钻井时识别区域化(compartmentalization)和/或根据所识别的区域化对井进行导向。
图2是根据本公开的一个或多个方面的示例性钻井系统50的示意性视图。钻井系统50可以在陆上或海上，在图2所示的示例性实施例中，井眼11以公知的方式通过旋转钻井形成在一个或多个地下地层中。然而，在本公开的保护范围内的实施方案还可以或者可选地使用定向钻井。悬挂在井眼11中的钻柱12包括底部钻具组合100，所述底部钻具组合包括在其下端处的钻头105。地面系统包括定位井眼11上的平台和井架组件10，其中，组件10包括转盘16、方钻杆17、大钩18、和水龙头19。钻柱12通过转盘16旋转，所述转盘通过未示出的装置激励，并且在钻柱12的上端处接合方钻杆17。钻柱12通过方钻杆17和水龙头19从连接到游动滑车(未示出)的大钩18悬挂下来，这允许钻柱12相对于大钩18旋转。可选地或另外，可以使用顶部驱动系统。
在所述的示例性实施方案中，地面系统还包括储存在位于井位附近的槽27中的钻井液或26。泵29经由水龙头19的端口将钻井液26输送到钻柱12的内部，从而使钻井液如由方向箭头8所示向下流动通过钻柱12。钻井液经由钻头105中的端口离开钻柱12，然后如由方向箭头9所示向上循环通过钻柱12的外部与井壁之间的环空区域。以这种公知的方式，钻井液26润滑钻头105并且当钻井液26返回到槽27用于再循环时将岩屑携带到地面。
所述的示例性实施方案的底部钻具组合100包括多个随钻测井(LWD)模块120、随钻取样(SWD)模块130、随钻测量(MWD)模块140、旋转导向系统和马达150(例如，定向钻井子系统)、和钻头105.。
这里所述的示例性方法和设备的使用可以结合使用旋转导向子系统150进行的控制导向或“定向钻井”。定向钻井是有意使井眼偏离所述井眼本身将自然通过的路径。换句话说，定向钻井是对钻柱进行导向，使得所述钻柱沿期望的方向移动。定向钻井包括通常沿地球地层中的预定路径对钻头进行导向的几何导向、和通常相对于地球地层的地质特征对钻头进行导向的地质导向。例如，因为定向钻井能够从单个平台钻多口井，因此定向钻井的优势在于海上钻井。定向钻井还能够通过储层进行水平钻井。水平钻井能够使更长的井筒穿过储层，这增加了井的生产率。定向钻井系统可以还用于垂直钻井操作。通常，钻头105由于被穿过的地层的不可预测的特性或钻头105受到的变化力而离开设计好的钻井轨迹。当这种井斜发生时，定向钻井系统(例如，旋转导向子系统150)可以用于将钻头放回在规定的轨迹上。
定向钻井公知的方法包括使用旋转系统(RSS)。在RSS中，钻柱12从地面旋转，并且井下装置使钻头沿期望的方向钻进。旋转钻柱12大大减少了钻井期间钻柱的悬空或卡钻的发生。用于将斜井钻进到地球内的旋转导向钻井系统可以大致分类为“面向钻头”系统或“推进钻头”系统。在面向钻头系统中，钻头105的旋转轴线沿新井的大致方向偏离底部钻具组合100的局部轴线。根据由上下扶正器接触点和钻头105限定的常规三点几何尺寸扩展井。与钻头105和下扶正器之间的有限距离相关联的钻头105轴线的偏斜角产生要生成的弯曲所需的非共线条件。有许多方法可以实现此，包括在底部钻具组合100中靠近下扶正器的点处的固定弯曲、或在上扶正器与下扶正器之间分布的钻头105驱动轴的挠曲。在钻头的理想形式中，因为钻头轴线沿弯曲井的方向连续旋转，因此，钻头105不需要进行侧向钻切。美国专利申请出版物No 2001/0052428和美国专利No 6,401,842；No6,394,193；No6,364,034；No6,244,361；No6,158,529；No6,092,610；和No5,113,953，中说明了面向钻头型旋转导向系统的及其操作的示例，所有这些申请通过引用在此并入。
在推进钻头旋转导向系统中，通常没有专门确定的机构来使钻头轴线偏离底部钻具组合轴线。相反，通过使上下稳定器中的一个或两个在相对于井扩展的方向被优选定向的方向上施加偏心力或位移来实现所需的非共线条件。有许多方法可以实现此，包括非旋转(相对于井)偏心扶正器(基于位移的方法)和沿期望的导向方向将力施加到钻头的偏心致动器。通过在钻头105与至少两个其它接触点之间产生非共线性来实现导向。在钻头的理想形式中，钻头105需要进行侧向钻切以生成弯曲井。美国专利No5,265,682；5,553,678；5,803,185；6,089,332；5,695,015；5,685,379；5,706,905；5,553,679；5,673,763；5,520,255；5,603,385；5,582,259；5,778,992；5,971,085中说明了推进钻头型旋转导向系统及其操作的示例，所有这些申请通过引用在此并入。
如本领域所公知的，MWD模块140容纳在专用钻铤中，并且可以包括用于测量钻柱12和钻头105的特性的一个或多个装置。MWD模块140还包括被构造成产生输送给井下系统的电力的设备(未示出)。这可以包括由钻井液的流动供给动力的泥浆涡轮发电机。然而，还可以或可选地采用其它电源和/或电池系统。MWD模块140可以包括被构造成测量钻压、扭矩、振动、冲击、粘滑、方向和/或倾角的一个或多个测量装置。MWD模块140还可以包括与地面设备进行通信的能力。
如本领域所公知的，LWD模块120、120A容纳在专用钻铤中，并且可以包括一个或多个公知类型的测井仪。LWD模块120、120A可以被构造成测量、处理和/或储存信息，并且与MWD模块140进行通信。LWD模块120、120A可以用于实施具有模块化设计的电阻率阵列。例如，每一个LWD模块120、120A都可以用于实施具有可以用作发射器或接收器的至少一个天线的电阻率模块，其中LWD模块120、120A通过至少一个井下工具(例如，SWD模块130)分离并在钻柱上间隔开。每一个LWD模块120、120A都可以包括至少一个天线线圈，所述至少一个天线线圈具有不局限于测井仪纵向方向的磁矩方位。可以根据预期的储层厚度选择发射器模块与接收器模块之间的间距。在本公开的保护范围内的实施例还可以包括多于两个的LWD工具，包括多于两个LWD测井仪，且每一个LWD测井仪都具有天线。
LWD模块120、120A可以用于通过为地层生成多个地层模型在对地层进行钻进时实施地质导向方法，其中多个地层模型中的每一个都包括一组参数，并且在所述地层模型中的电阻率测井仪和电阻率测井仪的位置在多个地层模型中不同。这种方法还可以包括以下步骤：计算对多个地层模型中的电阻率测井仪的预测测井仪响应，在具有电阻率模块120、120A的地层中使用电阻率测井仪采集电阻率测量值，以及根据实际测井仪响应与预测测井仪响应之间的比较确定最佳地层模型。该方法还可以包括根据最佳地层模型对底部钻具组合进行导向的步骤。
可以使用贝叶斯法对由电阻率模块120、120A采集到的电阻率测量值做反演。例如，当正在钻井(例如，图4A和图4B中所示的井310)时，由LWD模块120、120A获得的测量值可以用于计算多个概率曲线(例如，参见图4A中的概率曲线350，该曲线表示与地层F的地质构造的重叠)。概率曲线可以表示作为相对于钻具组合100的相对位置的函数的地质地层界面的概率的大小。因此，任何概率曲线的局部最大值可以指示地质地层界面相对于钻具组合100和/或已钻井(例如，井310)的相对位置。此外，电阻率模块120、120A可以被构造成能够检测断层(例如，断层240)。
此外，由电阻率模块120、120A采集到的电阻率测量值可以被构造成确定由地层界面限定的层的电阻率张量的一个或多个分量。因此，由电阻率模块120、120A获得的测量值可以用于识别层中的电阻率差异，例如，可在油水界面处(例如，油水界面235、235′)辨别的电阻率差异。
可以在美国专利出版物No2006/0011385和美国专利7,093,672中获得电阻率成象仪和使用方法的示例，该专利申请每一个都通过引用在此全文并入。
SWD模块130可以包括被构造成选择性伸出到与井眼11的井壁的密封接触的探头131。在伸出位置，探头131被构造成在SWD模块130中的流动管线与地层之间建立流体连通。设置在SWD模块130中的泵(未示出)可以被激励，用于将流体从地层抽吸到流动管线中。在已经从直接包围井眼11的地层抽吸泥浆滤液之后，太古地层流体被吸入到SWD模块130中。多个传感器可以设置在SWD模块130中的流动管线上，并且被构造成有助于确定指示地层流体中的甲烷浓度的值、指示地层流体光学性质的值、和/或层中的油气的性质、以及其它值和/或特征。
图3示出了设置在SWD模块130中的示例性流动管线500的示意性视图。流动管线500配备有被构造成发射在可见光范围和/或NIR范围内的光的第一光源510。通过光学窗口520将该光引导向从地层抽吸并在流动管线500中循环的流体。通过第二光学窗口530从流体出来的光被引导向一个或多个光谱仪(例如，过滤分光仪540和光栅分光计550)。
可以在一个或多个预先选定的波长下确定流体的光密度(OD)。通过图4A的光谱测井图330说明由过滤器分光仪540采集到的测量值的一个示例。光谱330包括与在可见光范围和NIR范围内预先选定的波长、和预先选定的波长宽度相对应的所测量光密度331a、331b、331j的直观表示。光谱测井图330包括多条带，所述带的厚度表示对在例如0与5之间的等级上的波长中的每一种来说测量的OD的振幅。在图4A中所示的示例中，被分析的流体具有大的测量OD331a、331b、和低的测量密度331j。此外，这些光密度、和任选地由光栅分光计550测量的OD可以用于确定部分组分320。在所示的示例中，组分320包括甲烷321的重量百分数，包括乙烷、丙烷、和丁烷的混合群的重量百分数，和包括己烷和在分子中具有超过6个碳原子的油气分子的混合群的重量百分数。其它组分(未示出)尤其还可以包括二氧化碳和/或水的重量百分数。
仍然参照图3，流动管线500还可以安装有第二光源560，所述第二光源被构造成发射在UV范围内的基本上单色光束。以一个或多个入射角将光引导向取样流体。还可以以一个或多个反射角测量反射光，以例如确定气体和/或乳状液在流动通过流动管线500的流体中的存在。还可以在不同于发射光的波长下测量荧光。流动管线500还可以安装有压力计和温度计(例如，石英计)570、电阻率单元580、和密度和粘度传感器590。密度和粘度传感器590可以被构造成分析在流动管线500中振动的杆的谐振频率。
图4A和图4B示出了使用图2的钻井系统50在图1的地层中获得新井轨迹310的方面。图4A、图4B表示图1的地层，使用相似或相同的附图标记来识别存在于图1中的公共或类似的地质构造。如图所示，从左至右对井310进行钻进。
与图1所示的方法相反，试验井220不需要确定储层的顶部(例如，层232与233之间的边界)。事实上，通过使用由电阻率模块120、120A提供的测量值，即使BHA 100远离储层的顶部位于70英尺，也可以识别储层的顶部。曲线350可以用于确定BHA 100与地质边界之间的距离。电阻率传感器的与层230、232、和233相对应的已做反演的分量可以用于在页岩、紧密砂岩和含油孔隙性砂岩之间进行区分。因此，当识别储层的顶部时，可以改变井310的轨迹以使井水平地达到层233中。
此外，与图1中所示的方法相反，试验井220不需要确定OWC 235和/或中间页岩234。事实上，通过使用由电阻率模块120、120A提供的测量值，即使BHA 100远离储层的顶部位于例如100英尺，也可以识别OWC 235。
一旦井310已经到达层233中，则可以开始取样操作。底部钻具组合相对于地质边界的相对位置可以用于根据地质边界已经穿过的检测开始流体取样和分析操作。开采流体操作可能要求钻井操作暂时停止，使得采样探头131可以建立与地层F的唯一的流体连通。然后可以通过SWD模块130开始流体开采，并且所述流体开采可以持续大约30分钟或更长时间，以便从地层抽吸泥浆滤液并随后在取样仪中获得太古储层流体。在此时间期间，BHA 100不旋转，从而增加BHA可能粘到地层的风险。因此，在一些情况下有益的是限制SWD模块130使用的位置的数量。例如，可以根据底部钻具组合相对于地质边界的相对位置(例如，一旦地质边界已经被穿过)以及其它考虑选择这些位置。
图2的钻井系统55可以允许对储集层233进行更加完全的表征。例如，油气储集层可以通过确定以下参数来识别：(1)层的地质边界相对于井的相对位置、和(2)层中的油气的至少一种性质。通过使用图3所示的一个或多个传感器分析从层233抽吸的地层流体，流体的光谱特征(例如，光学子波和/或NMR子波)可以用于在含干气层、含湿气层、含反凝析气层、含挥发油层、含非挥发油层、和含稠油层之间进行区分。例如，可以以在可见光范围(油颜色)内的光密度、部分组分(例如，部分组分320)、和/或GOR形式将测量的光谱特征提供给地面操作者。因此，当井310到达层233中时，钻井系统55可以用于比较例如由地层F的先验知识预期的(例如，经由邻井)流体性质。如果测量性质与预期性质不匹配，则可以改变井310的轨迹以例如贯穿层236。在相同的层中可以执行另外的测量以例如检测层中的水平组分梯度。钻井系统55又可以用于响应检测到的水平组分梯度调节井310的钻进方向，用于例如增加或减小分离井310与储层的顶部的距离。
如图4B所示，井310可以最终穿过断层240。可以由利用电阻率模块120、120A获得的测量值检测断层240。然而，在一些情况下，电阻率模块120、120A可以测量层234′中的电阻率张量的分量，所述分量具有与在层233中的电阻率张量的测量的分量的类似值。一旦正在钻新层时，SWD模块130可以用于使用井下流体分析仪(DFA)研究该层。在所示的示例中，层234′中的流体可以具有预期的部分组分420和光谱430，所述部分组分420和所述光谱430都基于在层233中执行的测量。然而，测量的性质可以指示如由测量的部分组分520和光谱530所述的不同的油。根据此信息，以及检测到的地质边界，然后可以远离油水界面并朝向层233′对井310进行导向。一旦井到达层233′，可以执行新的井下流体分析操作。
鉴于以上全部和附图，本领域的技术人员应该容易地认识到本公开介绍了一种钻井方法，包括以下步骤：确定指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的第一值；确定指示邻近钻具组合的地层流体的甲烷浓度的第二值；以及根据第一值和第二值控制井眼轨迹。可以利用随钻电磁传播仪、随钻电感应仪、和/或随钻声波仪获得第一值。可以利用随钻取样仪、近红外线(NIR)分光仪、核磁共振(NMR)分光仪、和/或质谱仪和气相色谱仪中的至少一个获得第二值。第二值可以包括油气比(GOR)。
本公开介绍的另一种方法包括以下步骤：确定指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的第一值；确定指示邻近钻具组合的地层流体的光学性质的第二值；以及根据第一值和第二控制井眼轨迹。地层流体的光学性质可以是在一个或多个波长下的吸收性，其中，所述一个或多个波长可以至少部分地在可见光范围和近红外线(NIR)范围内的至少一个中。地层流体的光学性质可以是在一个或多个波长下的荧光强度，其中，所述一个或多个波长可以至少部分地在UV范围内。地层流体的光学性质可以是在地层流体与光透射窗口之间的交接面处在一个或多个入射角下的反射强度。
本公开还介绍了一种钻井方法，包括以下步骤：通过确定层的地质边界相对于井的至少一个相对位置和层中的油气的至少一种性质来识别油气层区域化。这种方法还包括以下步骤：根据确定的区域化调节井眼轨迹。
在本公开还介绍了一种评价被井穿过的地层的方法，包括以下步骤：将钻进设备下入地层中，其中钻井设备具有钻具组合、成像仪、和流体取样仪。成像仪可以用于确定层的地质边界相对于井的至少一个相对位置。钻具组合可以用于使井延伸超过确定的地质边界。流体取样仪可以用于从位于确定的地质边界之外的地层抽吸流体。所述方法还包括使用密度传感器、粘度传感器、和光学传感器中的至少一个测量被抽吸的流体的性质的步骤。
本发明还介绍了一种设备，包括：成像仪，所述成像仪被构造成确定层的地质边界相对于穿透地下地层的井的至少一个相对位置；钻具组合，所述钻具组合被构造成使井延伸超过确定的地质边界；流体取样仪，所述流体取样仪被构造成从位于确定的地质边界之外的地层抽吸流体；和传感器，所述传感器被构造成测量被抽吸的流体的性质。
本发明还介绍了一种设备，包括用于确定指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的第一值的装置。这种设备还包括用于确定指示邻近钻具组合的地层流体的光学性质的第二值的装置，其中，光学性质选自由以下所列构成的组：在一个或多个波长下的吸收性；在一个或多个波长下的荧光强度；和在地层流体与光透射窗口之间的交界面处在一个或多个入射角下的反射强度。所述设备还包括用于根据第一值和第二值控制井眼轨迹的装置。地层流体的光学性质可以选自包括以下所列的组：至少部分地在可见光范围和近红外线(NIR)范围内的一个或多个波长下的吸收性；和至少部分地在UV范围内的一个或多个波长下的荧光强度
以上概述了多个实施例的特征，本领域的技术人员可以更好地理解本公开的各个方面。本领域的技术人员应该认识到他们可以容易地使用本公开作为一个基础用于设计或修改实施这里所引入的实施例的相同目的和/或实现相同优点的其它过程和结构。本领域的技术人员还应该认识到这种等价结构不背离本公开的精神和保护范围，并且本领域的技术人员在不背离本公开的精神和保护范围的情况下进行各种变化、替换和改变。

Claims (17)

1.一种钻井方法，包括以下步骤：
确定指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的第一值；
确定指示邻近所述钻具组合的地层流体的甲烷浓度的第二值，其中所述第二值包括油气比；以及
根据所述第一值和所述第二值控制井眼轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一值由随钻电磁传播仪获得。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一值由随钻电感应仪获得。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一值由随钻声波仪获得。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二值由随钻取样仪获得，所述随钻取样仪被构造成捕获所述地层流体的一部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二值使用近红外线分光仪获得。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二值使用核磁共振分光仪获得。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二值使用质谱仪和气相色谱仪中的至少一个获得。
9.一种钻井方法，包括以下步骤：
确定指示地质地层界面相对于钻具组合的相对位置的第一值；
确定指示邻近所述钻具组合的地层流体的光学性质的第二值，其中所述第二值包括油气比；以及
根据所述第一值和所述第二值控制井眼轨迹。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述地层流体的光学性质是在一个或多个波长下的吸收性。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述一个或多个波长至少部分地在可见光范围和近红外线范围中的至少一个内。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述地层流体的光学性质是在一个或多个波长下的荧光强度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述一个或多个波长至少部分地在紫外线范围内。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述地层流体的光学性质是在所述地层流体与光透射窗口之间的交界面处在一个或多个入射角下的反射强度。
15.一种钻井方法，包括以下步骤：
将钻井设备定位在井眼中，所述钻井设备具有钻具组合、成像仪、和流体取样仪；
确定第一值，所述第一值指示地层中的层的地质边界相对于钻具组合的相对位置，其中确定第一值包括使用所述成像仪；
确定第二值，所述第二值指示靠近钻具组合的地层流体的性质，其中确定第二值包括：使用所述流体取样仪从位于确定的所述地质边界之外的地层抽吸流体；以及使用密度传感器、粘度传感器、和光学传感器中的至少一个测量被抽吸的流体的性质；
基于第一值和第二值控制井眼轨迹；以及
使用所述钻具组合使所述井眼延伸超过确定的所述地质边界。
16.一种钻井设备，包括：
用于确定指示地层中的层的地质边界相对于钻具组合的相对位置的第一值的装置；
用于确定指示邻近所述钻具组合的地层流体的光学性质的第二值的装置，所述第二值包括油气比，其中，光学性质选自由以下所列构成的组：
在一个或多个波长下的吸收性；
在一个或多个波长下的荧光强度；和
在所述地层流体与光透射窗口之间的交界面处在一个或多个入射角下的反射强度；和
用于根据所述第一值和所述第二值控制井眼轨迹的装置。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，所述地层流体的光学性质选自包括以下所列的组：
至少部分地在可见光范围和近红外线范围内的一个或多个波长下的吸收性；和
至少部分地在UV范围内的一个或多个波长下的荧光强度。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102037212B (zh) 2008-05-23 2014-10-29 普拉德研究及开发股份有限公司 在区域化储层中进行钻井
RU2503012C2 (ru) * 2009-07-30 2013-12-27 ЭсДжиЭс НОРТ АМЕРИКА ИНК. Pvt-анализ сжатых флюидов
US8805614B2 (en) * 2010-08-31 2014-08-12 Schlumberger Technology Corporation Downhole sample analysis method
US20120191354A1 (en) * 2011-01-26 2012-07-26 Francisco Caycedo Method for determining stratigraphic position of a wellbore during driling using color scale interpretation of strata and its application to wellbore construction operations
US20140024073A1 (en) * 2012-07-19 2014-01-23 Schlumberger Technology Corporation Bio-mems for downhole fluid analysis
US9213125B2 (en) * 2013-03-22 2015-12-15 Oliden Technology, Llc Well logging apparatus and system
MX368428B (es) * 2013-07-12 2019-10-02 Halliburton Energy Services Inc Deteccion de ubicaciones de limites de capas basada en mediciones desde multiples profundidades de herramientas en un pozo.
AU2013394401B2 (en) * 2013-07-18 2017-02-02 Halliburton Energy Services, Inc. Detecting boundary locations of multiple subsurface layers
US20150088424A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Schlumberger Technology Corporation Identifying geological formation depth structure using well log data
US10401808B2 (en) 2015-01-28 2019-09-03 Schlumberger Technology Corporation Methods and computing systems for processing and transforming collected data to improve drilling productivity
EP3469186B1 (en) * 2016-06-22 2021-04-21 Saudi Arabian Oil Company Systems and methods for mapping hydrocarbon reservoirs using electromagnetic transmissions
US11105183B2 (en) 2016-11-18 2021-08-31 Halliburton Energy Services, Inc. Variable flow resistance system for use with a subterranean well
AU2016429769B2 (en) * 2016-11-18 2022-03-24 Halliburton Energy Services, Inc. Variable flow resistance system for use with a subterranean well
WO2020028302A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-06 Shell Oil Company Process for real time geological localization with reinforcement learning
CN111197483B (zh) * 2018-10-31 2022-09-23 中石化石油工程技术服务有限公司 石油钻井落鱼超声探测装置
CN113393334A (zh) * 2020-03-11 2021-09-14 中国石油化工股份有限公司 一种钻井参数优化推荐方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648410A (zh) * 2004-01-30 2005-08-03 施卢默格海外有限公司 确定地层压力的方法
CN1676874A (zh) * 2005-04-14 2005-10-05 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 井斜及方位伽马随钻测量仪
CN2793324Y (zh) * 2005-04-14 2006-07-05 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 井斜及方位伽马随钻测量仪
CN1869400A (zh) * 2005-05-27 2006-11-29 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 随钻双感应电阻率测量仪
CN1932238A (zh) * 2006-07-17 2007-03-21 北京航空航天大学 全光纤数字测斜仪
CN1995691A (zh) * 2006-12-18 2007-07-11 辽河石油勘探局 双壁钻杆低压钻井技术
EP1898044A2 (en) * 2006-09-07 2008-03-12 Weatherford/Lamb Inc. Annulus pressure control drilling systems and methods

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US703672A (en) * 1902-03-08 1902-07-01 Alfred William Belfry Printing-frame.
CA2002135C (en) * 1988-11-03 1999-02-02 James Bain Noble Directional drilling apparatus and method
US5265682A (en) * 1991-06-25 1993-11-30 Camco Drilling Group Limited Steerable rotary drilling systems
US5553678A (en) * 1991-08-30 1996-09-10 Camco International Inc. Modulated bias units for steerable rotary drilling systems
GB9411228D0 (en) * 1994-06-04 1994-07-27 Camco Drilling Group Ltd A modulated bias unit for rotary drilling
US6206108B1 (en) * 1995-01-12 2001-03-27 Baker Hughes Incorporated Drilling system with integrated bottom hole assembly
US6088294A (en) * 1995-01-12 2000-07-11 Baker Hughes Incorporated Drilling system with an acoustic measurement-while-driving system for determining parameters of interest and controlling the drilling direction
GB9503829D0 (en) * 1995-02-25 1995-04-19 Camco Drilling Group Ltd "Improvememnts in or relating to steerable rotary drilling systems"
GB9503827D0 (en) * 1995-02-25 1995-04-19 Camco Drilling Group Ltd "Improvements in or relating to steerable rotary drilling systems
GB9503830D0 (en) * 1995-02-25 1995-04-19 Camco Drilling Group Ltd "Improvements in or relating to steerable rotary drilling systems"
GB9503828D0 (en) * 1995-02-25 1995-04-19 Camco Drilling Group Ltd "Improvements in or relating to steerable rotary drilling systems"
US5678643A (en) * 1995-10-18 1997-10-21 Halliburton Energy Services, Inc. Acoustic logging while drilling tool to determine bed boundaries
GB9521972D0 (en) * 1995-10-26 1996-01-03 Camco Drilling Group Ltd A drilling assembly for drilling holes in subsurface formations
GB2322651B (en) * 1996-11-06 2000-09-20 Camco Drilling Group Ltd A downhole unit for use in boreholes in a subsurface formation
US6923273B2 (en) * 1997-10-27 2005-08-02 Halliburton Energy Services, Inc. Well system
US6092610A (en) * 1998-02-05 2000-07-25 Schlumberger Technology Corporation Actively controlled rotary steerable system and method for drilling wells
US7413032B2 (en) * 1998-11-10 2008-08-19 Baker Hughes Incorporated Self-controlled directional drilling systems and methods
US6158529A (en) * 1998-12-11 2000-12-12 Schlumberger Technology Corporation Rotary steerable well drilling system utilizing sliding sleeve
CA2474228C (en) * 1999-07-12 2008-03-11 Halliburton Energy Services, Inc. Directional drilling method for a steerable rotary drilling device
DE60012011T2 (de) * 1999-08-05 2005-07-28 Baker Hughes Inc., Houston Kontinuierliches bohrlochbohrsystem mit stationären sensormessungen
US6364034B1 (en) * 2000-02-08 2002-04-02 William N Schoeffler Directional drilling apparatus
US20010052428A1 (en) * 2000-06-15 2001-12-20 Larronde Michael L. Steerable drilling tool
US6394193B1 (en) * 2000-07-19 2002-05-28 Shlumberger Technology Corporation Downhole adjustable bent housing for directional drilling
US6401842B2 (en) * 2000-07-28 2002-06-11 Charles T. Webb Directional drilling apparatus with shifting cam
US7210342B1 (en) * 2001-06-02 2007-05-01 Fluid Inclusion Technologies, Inc. Method and apparatus for determining gas content of subsurface fluids for oil and gas exploration
US7032661B2 (en) * 2001-07-20 2006-04-25 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for combined NMR and formation testing for assessing relative permeability with formation testing and nuclear magnetic resonance testing
US6888127B2 (en) * 2002-02-26 2005-05-03 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for performing rapid isotopic analysis via laser spectroscopy
US9038716B2 (en) * 2009-06-05 2015-05-26 Schlumberger Technology Corporation Fluid control modules for use with downhole tools
US7000700B2 (en) * 2002-07-30 2006-02-21 Baker Hughes Incorporated Measurement-while-drilling assembly using real-time toolface oriented measurements
US6814142B2 (en) * 2002-10-04 2004-11-09 Halliburton Energy Services, Inc. Well control using pressure while drilling measurements
US7093672B2 (en) 2003-02-11 2006-08-22 Schlumberger Technology Corporation Systems for deep resistivity while drilling for proactive geosteering
US7168508B2 (en) * 2003-08-29 2007-01-30 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Logging-while-coring method and apparatus
US7337660B2 (en) * 2004-05-12 2008-03-04 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system for reservoir characterization in connection with drilling operations
US7786733B2 (en) * 2004-07-14 2010-08-31 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and system for well placement and reservoir characterization
US7191850B2 (en) * 2004-10-28 2007-03-20 Williams Danny T Formation dip geo-steering method
US7303007B2 (en) * 2005-10-07 2007-12-04 Weatherford Canada Partnership Method and apparatus for transmitting sensor response data and power through a mud motor
US20080040086A1 (en) * 2006-08-09 2008-02-14 Schlumberger Technology Corporation Facilitating oilfield development with downhole fluid analysis
US7748265B2 (en) * 2006-09-18 2010-07-06 Schlumberger Technology Corporation Obtaining and evaluating downhole samples with a coring tool
US7677307B2 (en) * 2006-10-18 2010-03-16 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods to remove impurities at a sensor in a downhole tool
WO2009011737A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Exxonmobil Upstream Research Company Retrodicting source-rock quality and paleoenvironmental conditions
WO2009064732A1 (en) * 2007-11-12 2009-05-22 Schlumberger Canada Limited Wellbore depth computation
US8230916B2 (en) * 2007-11-16 2012-07-31 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and methods to analyze downhole fluids using ionized fluid samples
US20090166037A1 (en) * 2008-01-02 2009-07-02 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for sampling downhole fluids
WO2009131584A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Halliburton Energy Services, Inc. Multimodal geosteering systems and methods
CN102037212B (zh) * 2008-05-23 2014-10-29 普拉德研究及开发股份有限公司 在区域化储层中进行钻井
US8434357B2 (en) * 2009-08-18 2013-05-07 Schlumberger Technology Corporation Clean fluid sample for downhole measurements
US9103936B2 (en) * 2011-01-20 2015-08-11 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for determining and displaying geosteering information
US10534871B2 (en) * 2011-03-09 2020-01-14 Schlumberger Technology Corporation Method and systems for reservoir modeling, evaluation and simulation
US20130056201A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 William David Chandler, JR. Method for evaluating hydrocarbon-containing subterrean formations penetrated by a directional wellbore
CA2861641C (en) * 2012-01-04 2017-05-02 Saudi Arabian Oil Comapny Active drilling measurement and control system for extended reach and complex wells

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1648410A (zh) * 2004-01-30 2005-08-03 施卢默格海外有限公司 确定地层压力的方法
CN1676874A (zh) * 2005-04-14 2005-10-05 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 井斜及方位伽马随钻测量仪
CN2793324Y (zh) * 2005-04-14 2006-07-05 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 井斜及方位伽马随钻测量仪
CN1869400A (zh) * 2005-05-27 2006-11-29 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院 随钻双感应电阻率测量仪
CN1932238A (zh) * 2006-07-17 2007-03-21 北京航空航天大学 全光纤数字测斜仪
EP1898044A2 (en) * 2006-09-07 2008-03-12 Weatherford/Lamb Inc. Annulus pressure control drilling systems and methods
CN1995691A (zh) * 2006-12-18 2007-07-11 辽河石油勘探局 双壁钻杆低压钻井技术

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