CN103089239A - 用于确定井下工具与地质构造之间的间距的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于确定井下工具与地质构造之间的间距的方法和系统。可以使用间距测量系统确定所述间距，所述间距测量系统包括电极组件、一个或多个电子组件、一个或多个变压器和一个或多个处理器单元。当期望所述间距不大于第一距离时，可进行第一测量，其中在所述电极组件处引发起源电信号和所得电信号两者。当期望所述间距不小于第二距离时，可进行第二测量，其中在所述变压器之一处引发起源电信号，同时在所述电极组件处引发所得电信号。

Description

用于确定井下工具与地质构造之间的间距的方法和系统
发明背景
用于地球物理勘探的井下工具通常包括用于收集与周围地下物质有关的信息的传感器。传感器可以包括诸如用于电阻率测量和成象的传感器的传感器。地质构造内的钻井的形状和大小可以是可提供有关钻井的完整性和地质力学问题(诸如井损坏和冲毁)的存在的详情的有价值信息。所述信息还可用来用作用于在后期作决定(例如，用于地质构造内的钻井的下套管和固井)的基础。此外，由井下工具所进行的测量(例如，电阻率测量)可能对钻井的形状和大小敏感，并且钻井形状/大小的准确知识可用作用于获得更准确测量的基础。机械和/或声波井径仪和其它装置可用来测量井下工具与地质构造之间的距离。但是这些装置可能不适于在钻探时使用。因此，需要井下工具的表面与穿透地质构造的钻井的壁之间的间距已知使得可尤其在钻探时进行与地质构造有关的更准确测量。
发明内容
本公开内容涉及用于确定井下工具与地质构造之间的间距的方法和系统。
特定来说，本文提供用于确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的实施方案。在某些情况下，本文所提供的实施方案是用于确定例如布置在穿透地质构造的钻井中的井下工具的间距。于是，例如当井下工具与钻井壁之间的通道充满钻探流体(举例而言，诸如传导性的钻探流体(例如，水基泥浆))时，所述间距可是井下工具的表面与钻井的壁之间的距离。
在本文所描述的实施方案中，可使用间距测量系统确定间距，所述间距测量系统具有布置在穿透地质构造的钻井中的井下工具(例如，钻探工具，诸如随钻测井工具、随钻测量工具、其组合等)。在某些实施方案中，间距测量系统的组件(例如，电极组件和变压器)可从井下工具的圆周表面露出。在使用钻探工具的情况下，随着钻探工具在钻井内部旋转，间距测量系统的电极组件占据不同的角度位置和/或与钻井壁的距离/间距有所变化。可在一定数量的位置处重复测量顺序，其中例如可以通过匹配从间距测量系统所检索的信号数据与预定建模工具响应而确定间距。
特定来说，本文所提供的实施方案描述两种可用于获得井下工具的表面与钻井的表面之间的间距的测量方法。例如，当钻井壁与井下工具之间的间距不大于第一距离时，可执行第一种方法。在某些实施方案中，第一距离是例如将用于测量间距的间距测量系统的电极组件的两个电极之间的间隔距离的至多六倍。
例如，当钻井壁与井下工具的表面之间的间距至少是第二距离或更大时，可执行第二种方法。在某些实施方案中，第二距离是例如将用于测量间距的间距测量系统的电极组件的两个电极之间的间隔距离的至少两倍，并且例如多达约大于电极组件的两个电极之间的间隔距离的一个数量级。
在某些实施方案中，可在钻井壁与井下工具之间的间距介于约第一距离与约第二距离之间时使用第一种方法和第二种方法两者。当分别使用第一种方法和第二种方法两者进行两个测量时，本文所描述的方法和系统可根据确定哪种方法更准确根据例如预定建模工具响应而确定使用哪个测量。即，根据建模工具响应，间距测量系统可确定在使用第一种方法确定间距中的不确定性量和在使用第二种方法确定间距中的不确定性量。因此，间距测量系统可根据哪种方法具有较少量的计算不确定性而在使用第一种方法所确定的间距与使用第二种方法所确定的间距之间作出选择。
本文所提供的实施方案可使用磁力计确定从井下工具的表面露出的电极组件相对于钻井内部的井下工具的定向的位置。根据电极组件的位置，间距测量系统可确定是使用第一种方法还是第二种方法来确定间距。应当明白本文所提供的实施方案可使用其它合适的装置/方法确定电极组件的位置。
在某些实施方案中，电极组件可包括圆周地提供在井下工具的表面周围的多个电极。在这些实施方案中，测量可以指示钻井的平均直径。在其它实施方案中，电极组件可包括位于彼此附近并且从井下工具的表面露出的两个或更多个电极。
在某些实施方案中，可根据从将用于测量间距的间距测量系统的电极组件的两个电极之一的中心到所述两个电极另一个的中心的距离而确定所述两个电极之间的距离。
根据井下工具上的电极排列，测量可对钻探流体(例如，水基泥浆等)的电阻率、构造的电阻率、井下工具与钻井壁之间的间距和/或用于测量的电极的接触阻抗敏感。即，钻探流体电阻率、构造电阻率、间距和/或电极接触阻抗的实质性变化可导致测量的对应实质性变化。
例如，当使用第一种方法进行测量时，所述测量可对钻探流体电阻率或对钻探流体电阻率、构造电阻率和间距的组合敏感。电阻率可取决于间距测量系统的电极组件的位置。即，根据电极组件的位置，钻探流体电阻率的实质性变化或钻探流体电阻率、构造电阻率和间距的组合的实质性变化可导致测量的对应实质性变化。
而且，例如，当使用第二种方法进行测量时，所述测量可对钻探流体电阻率、构造电阻率和间距敏感。即，钻探流体电阻率、构造电阻率和间距的实质性变化可导致测量的对应实质性变化。
间距测量的准确度可基于实际间距的误差量。对于每种方法，如下文更详细讨论，当钻探流体电阻率和构造电阻率已知或估计出时，可确定准确间距。在某些实施方案中，可以小于约20％的实际间距误差的准确度确定间距。在其它实施方案中，可以小于约10％的实际间距误差的准确度确定间距。在某些其它实施方案中，可以小于约5％的实际间距误差的准确度确定间距。
可使用下文所讨论的实施方案测量钻探流体电阻率。然而，在某些情况下，例如，还可从钻探流体样品中或在使用与井下工具相关的另一测量系统的独立测量中获得钻探流体电阻率。
可使用下文所描述的实施方案获得构造电阻率。然而，在某些情况下，例如，还可在使用与井下工具相关的另一测量系统的独立测量中获得构造电阻率。
电极的接触阻抗可在井下环境外部测量并且可用作用于确定间距的输入。在某些实施方案中，使用期望范围的接触阻抗获得建模工具响应，并且将通过本文所公开的实施方案所获得的任何测量与对应于选定接触阻抗的建模工具响应进行比较。
在一个方面中，提供一种用于确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的方法。所述方法包括提供所述井下工具，所述井下工具包括从所述井下工具的表面露出的电极组件、从所述井下工具的表面露出的至少一个变压器和至少一个电子组件。
当期望地质构造的表面与井下工具的表面之间的距离不大于约第一距离时，所述方法可：(i)使用至少一个电子组件将第一起源电信号强加在电极组件处；(ii)使用至少一个电子组件测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源信号而生成；和(iii)使用至少一个处理器单元而使所述第一测量拟合第一建模工具响应以确定从所述井下工具的表面到所述地质构造的表面的第一间距。而且，当期望地质构造的表面与井下工具的表面之间的距离不小于约第二距离时，所述方法可：(i)使用至少一个电子组件将第二起源电信号强加在至少一个变压器处；(ii)使用至少一个电子组件测量所述电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号生成；和(iii)使用至少一个处理器单元而使所述第二测量拟合第二建模工具响应以确定从所述井下工具的表面到所述地质构造的表面的第二间距。
在另一方面中，提供一种用于确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的系统。所述井下工具包括从所述井下工具的表面露出的电极组件、从所述井下工具的表面露出的至少一个变压器和至少一个电子组件。
当期望地质构造的表面与井下工具的表面之间的距离不大于约第一距离时，至少一个电子组件可：(i)将第一起源电信号强加在电极组件处；和(ii)测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源电信号而生成。当期望地质构造的表面与井下工具的表面之间的距离不小于约第二距离时，至少一个电子组件可：(i)将第二起源电信号强加至少一个变压器处；和(ii)测量电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号而生成。
所述系统还包括至少一个处理器单元，所述至少一个处理器单元可：(i)使第一测量拟合第一建模工具响应以确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的第一间距；和/或(ii)使第二测量拟合第二建模工具响应以确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的第二间距。
在另一方面中，提供一种用于确定井下工具的表面与钻井的壁之间的间距的方法。所述方法包括将所述井下工具布置到所述钻井中。所述井下工具包括从所述井下工具的表面露出的电极组件和布置在所述井下工具内的至少一个电子组件。所述方法还包括当期望所述钻井壁与所述井下工具的表面之间的距离不大于约第一距离时，使用至少一个电子组件将第一起源电信号强加在电极组件处。而且，所述方法包括使用至少一个电子组件测量电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，由所述第一起源电信号生成所述第一所得电信号。此外，所述方法包括使用至少一个处理器单元而使第一测量拟合第一建模工具响应以确定所述间距。
在另一方面中，提供一种用于确定井下工具的表面与钻井的壁之间的间距的方法。所述方法包括将所述井下工具布置到所述钻井中。所述井下工具包括从所述井下工具的表面露出的电极组件、从所述井下工具的表面露出的至少一个变压器和至少一个电子组件。所述方法还包括当期望所述钻井壁与所述井下工具的表面之间的距离不小于约第二距离时，使用至少一个电子组件将第二起源电信号强加在所述至少一个变压器处。而且，所述方法包括使用至少一个电子组件测量电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号而生成。而且，所述方法包括使用至少一个处理器单元而使第二测量拟合第二建模工具响应以确定所述间距。
提供本发明内容以介绍下文在具体实施方式中进一步描述的概念选择。本发明内容并不旨在确认所要求标的的关键或本质特征，也不旨在用于帮助限制所要求标的的范畴。
附图说明
图1A是根据一个实施方案的随钻测量或随钻测井工具的部分呈方框形式的示意图。
图1B是根据一个实施方案的布置在水平钻井中的钻探工具的示意图。
图2示出了根据一个实施方案的井下工具的一部分的侧视图。
图3提供了根据一个实施方案的包括两个电极的电极按钮的俯视图。
图4提供了根据一个实施方案的电极组件的俯视图，所述电极组件包括源电极和在空间上被排列来执行电流和/或电压测量的八个测量电极。
图5示出了用于根据第一种方法估计井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的流程图的一个实施方案。
图6示出了根据一个实施方案的使用第一种方法的电极排列的预定建模工具响应的图的实施例。
图7示出了根据一个实施方案的间距计算图。
图8示出了根据一个实施方案的井下工具的一部分的侧视图。
图9示出了根据一个实施方案的包括变压器的井下工具的一部分的侧视图。
图10示出了用于根据第二种方法估计井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的流程图的一个实施方案。
图11示出了根据一个实施方案的使用第二种方法的电极排列的预定建模工具响应的图的实施例。
图12示出了根据一个实施方案的用于估计钻探流体电阻率的流程图。
图13示出了根据一个实施方案的用于估计构造电阻率的流程图。
具体实施方式
本文所提供的实施方案涉及用于估计井下工具与地质构造之间的间距的方法和系统。
在下文描述中给定特定详情以透彻了解实施方案。然而，本领域一般技术人员应当了解可以在没有这些特定详情的情况下实行实施方案。例如，电路、系统、方法和其它组件可以示为呈方框图形式的组件以免不必要详情使实施方案变得模糊。在其它实例中，可以示出熟知电路、过程、算法、结构和技术而无不必要详情以避免使实施方案变得模糊。
而且，应当注意可以将个别实施方案描述为被描绘成流程图(flowchart或flow diagram)、数据流程图、结构图或方框图的过程。虽然流程图可以将操作描述为有序过程，但是许多操作可并行或同时执行。此外，可以重新排列操作次序。过程是在其操作完成时终止，但是可具有图中未包括的额外操作。过程可以对应于方法、功能、程序、子例程、子程序等。
本文所提供的实施方案包括用于估计井下工具与地质构造之间的间距的方法和系统。特定来说，本文提供用于例如在井下工具与地质构造之间的通道充满钻探流体(例如，水基泥浆)时估计所述工具的表面与所述构造的表面之间的间距的实施方案。虽然本文所描述的实施方案将随钻测量(MWD)/随钻测井(LWD)工具示为井下工具，但是应当明白其它井下工具(诸如绳索工具、连续油管工具、测试工具、生产工具和类似工具)也可以与本文所描述的方法和系统一起使用。
在本文所描述的实施方案中，可从由具有布置在钻井中的井下工具(例如，钻探工具)的间距测量系统所执行的电测量确定间距。在某些实施方案中，间距测量系统的组件(例如，电极组件和变压器)可从井下工具的圆周表面露出。在使用钻探工具的情况下，随着钻探工具在钻井内部旋转，间距测量系统的电极组件占据不同的角度位置和/或与钻井壁的距离/间距有所变化。可在一定数量的位置处重复测量顺序，其中可以通过匹配从间距测量系统所检索的信号数据与预定建模工具响应而确定间距。在某些实施方案中，钻探工具是随钻测井工具。在其它实施方案中，钻探工具是随钻测量工具。而且，在某些实施方案中，钻探工具是随钻测井工具和随钻测量工具的组合。
特定来说，本文所提供的实施方案描述两种可用于获得井下工具的表面与钻井的表面之间的间距的测量方法。当钻井壁与井下工具之间的间距例如不大于用来测量间距的间距测量系统的电极组件的两个电极之间的间隔距离的约六倍时，可执行第一种方法。当钻井壁与井下工具之间的间距例如不小于用来测量间距的间距测量系统的电极组件的两个电极之间的间隔距离的约两倍并且例如多达约大于电极组件的两个电极之间的间隔距离的一个数量级时，可执行第二种方法。
当使用第一种方法进行测量时，所述测量可尤其对钻探流体电阻率，或对钻探流体电阻率、构造电阻率和间距的组合敏感。当使用第二种方法进行测量时，所述测量可尤其对钻探流体电阻率、构造电阻率和间距的组合敏感。对于每种方法，如下文更详细讨论，当钻探流体电阻率和构造电阻率已知或估计出时，可确定准确间距。
参考图1A，示出了根据一个实施方案的包括间距测量系统的随钻测井或随钻测量工具100的一个实施方案。如本文所使用且除非另有指定，否则随钻测井或随钻测量工具旨在包括例如在钻探、暂停和/或起下钻期间用陆地钻井中的钻头和至少一些钻柱在所述钻井中进行钻探记录(例如，构造电阻率数据)或测量(例如，井下压力数据)。平台和井架10可定位于通过旋转钻探构造在陆地中的钻井B上。钻柱12悬挂在钻井B内并且在其下端包括钻头15。在陆地中的凹坑27中可包含钻探流体26。泵29经由转环19中的端口而将钻探流体26注入钻柱12中以向下(箭头9)流动通过钻柱12的中心。井底钻探工具/总成100安装在钻柱12内，例如在钻头15附近，井底钻探工具/总成100可包括用于测量、处理和存储信息以及与陆地表面连通的能力。如本文所使用，在钻头附近意味着与钻头的距离在数个钻铤长度内。钻铤长度可是对钻头提供重量的钻柱的组件的长度。在某些实施方案中，数个钻铤长度可是例如约120英尺(约37米)。钻探工具100包括下文进一步详细描述的测量组件125。
测量组件125耦合到井上接收子系统90，井上接收子系统90可接着耦合到处理器单元85和记录器45。因此，由测量组件125所获得的测量可发送到处理器单元85以供确定钻探工具100与钻井壁之间的间距。具有测量组件125并且与处理器单元85组合的钻探工具100可为间距测量系统。应当了解不同声波或其它技术可用于与陆地表面连通。在这个实施例中，间距测量发送到陆地表面以供处理、存储和/或显示。应当明白还可使用例如一个或多个井下处理器在井下处理间距测量，并且结果被存储介质存储在井下以供稍后检索或发送到表面以供进一步分析。
如图1A所示，钻探工具可位于路基装备中。应当明白路基装备或近海平台还可部署其它井下工具(例如，绳索、连续油管、测试、生产或其组合等)。
虽然图1A中的钻探工具100垂直悬挂在大致垂直构造的钻井B中，但是图1B提供了水平布置在大致水平构造的钻井155中的钻探工具150。在这些实施方案中，由于重力，钻探工具150可位于水平钻井155的底面附近。因此，在某些实施方案中，随着钻探工具150在钻井155内旋转，当测量组件160的电极组件165从大致水平的钻井155底面附近的钻探工具150的表面露出时，可获得使用第一种方法的测量，根据所述测量可确定间距。而且，在某些实施方案中，当测量组件160的电极组件165从大致水平的钻井155顶面附近的钻探工具160的表面露出时，可获得使用第二种方法的测量，根据所述测量可确定间距和/或钻探流体的电阻率。
图2示出了根据一个实施方案的钻探工具200的一部分的侧视图，钻探工具200示出测量组件205的一部分。测量组件205包括电极组件210和电子组件220。电子组件220可操作地连接到电极组件210并且可位于钻探工具200内或位于陆地表面处。图2中的电极组件210包括例如呈按钮构造的四个同心电极215a、215b、215c和215d。在一个实施方案中，电极215b和215c是测量电极并且电极215a和215d是源电极。测量组件205还可包括一个或多个变压器(未示出)、额外电子组件(未示出)和一个或多个处理器单元(未示出)。在这个实施方案中，两个测量电极215b与215c之间的间隔距离通常为1/10英寸(.25厘米)的数量级。在其它实施方案中，可根据特定应用而选择两个测量电极之间的间隔距离。
在某些实施方案中，电极组件210可以包括两个电极。图3提供了根据一个实施方案的包括电极311a、311b的两个电极按钮300的俯视图。虽然电极215a至215d排列成同心椭圆环并且电极311a至311b排列成圆环，但是在其它实施方案中，所述电极可排列成其它形状，诸如矩形环、不规则形状的环等。而且，在某些其它实施方案中，所述电极可用不同心但是仍被排列来执行电流和/或电压测量的两个或更多个电极取代。
例如，图4提供了包括源电极411a和在空间上被排列来执行电流和/或电压测量的八个测量电极411b的电极组件400的俯视图。
在某些实施方案中，电极组件可跨越围绕井下工具的表面的整个圆周。在这些实施方案中，测量可能对钻井的平均间距和因此钻井的平均直径敏感。在其它实施方案中，电极组件可包括位于彼此附近并且从井下工具的表面露出的两个或更多个电极。
图5示出了用于根据第一种方法而估计井下工具(例如，钻探工具)的表面与地质构造(例如，钻井壁)的表面之间的间距的流程图500。例如，可由包括例如测量组件205的间距测量系统使用图5所示的过程。以第一种方法，当期望地质构造的表面与井下工具的表面之间的距离不大于约第一距离时，可确定间距。以测量组件205，第一距离可例如是电极组件210的两个测量电极215b与215c之间的间隔距离的约六倍。
例如，当井下工具布置在大致水平的钻井中并且井下工具的直径和钻井的直径分别是约5英寸(12.7厘米)和约61/8英寸(15.6厘米)时，如果电极相对于所述工具的直径稍微凹陷达约1/8英寸(.3厘米)，那么可期望的最大间距例如在电极组件210面向钻井壁的顶面时可是约11/4英寸(3.2厘米)。可期望的最小间距例如在电极组件210面向钻井壁的底面时可是约1/8英寸(.3厘米)。因此，如果电极组件210的两个测量电极215b与215c之间的距离为约1/10英寸(.25厘米)的数量级，那么例如当电极组件210大致面向钻井壁的底面时可确定准确间距。
间距测量的准确度可基于实际间距的误差量。在某些实施方案中，可以小于约20％的实际间距误差的准确度确定间距。在其它实施方案中，可以小于约10％的实际间距误差的准确度确定间距。在某些其它实施方案中，可以小于约5％的实际间距误差的准确度确定间距。
流程图500是从510开始，其中电子组件将第一起源电信号强加在具有两个或更多个电极的电极组件处。在某些实施方案中，第一起源电信号是施加在电极组件的两个电极之间的电压。在其它实施方案中，第一起源电信号可为电流信号。
在520处，电子组件测量在电极组件处因第一起源电信号而生成的第一所得电信号以获得第一测量。例如，当第一起源电信号是施加在电极组件的两个源电极之间的电压时，第一所得电信号可为在电极组件的测量电极处所测量的电流。当第一起源电信号是施加在电极组件的源电极处的电流时，第一所得电信号可为在电极组件的两个测量电极之间所测量的电压。
在530处，第一测量发送到处理器单元，诸如图1中的处理器单元85或布置在井下工具内的处理器单元。在540处，处理器单元使第一测量拟合预定建模工具响应以确定地质构造的表面与井下工具的表面之间的间距。在某些实施方案中，处理器单元根据电极组件的电极的接触阻抗的期望或测量值以及钻探流体电阻率和构造电阻率的测量或估计值而确定建模工具响应。还可使用计算机模拟获得建模工具响应。本领域熟练技术人员会了解如何使用计算机模拟获得建模工具响应。在某些实施方案中，处理器单元使用内插过程而使第一测量拟合预定建模工具响应以确定间距。在其它实施方案中，处理器单元使用数据反演过程而使第一测量拟合预定建模工具响应。本领域熟练技术人员会了解如何使用数据反演过程以使第一测量拟合预定建模工具响应。
当例如电极组件包括两个源电极和两个测量电极时，电子组件可将第一起源电信号强加在两个源电极之间并且可在两个测量电极处测量第一所得电信号。
当例如电极组件包括一个源电极和一个测量电极时，电子组件可将第一起源电信号强加在源电极与测量电极之间并且可在测量电极处测量第一所得电信号。
在某些实施方案中，第一测量是通过以下步骤所获得的电导率：在第一所得电信号是在电极组件的测量电极处所测量的电流和第一起源电信号是施加在电极组件的两个源电极之间的电压时用第一起源电信号除第一所得电信号；或在第一所得电信号是在两个测量电极之间所测量的电压和第一起源电信号是施加在电极组件的源电极处的电流时用第一所得电信号除第一起源电信号。
图6示出了在图600上所绘制的建模工具响应的一个实施例。水平轴610表示用钻探流体电阻率Rm归一化构造电阻率Rt。垂直轴620表示例如在图5的520处使用第一种方法所确定的第一测量。在这个实施方案中，获得的第一测量是电导率S。每条模拟曲线630a至630g分别表示井下工具的表面与地质构造的表面之间的不同间距(D1至D7)。运用图600，当电导率S和用钻探流体电阻率归一化的构造电阻率Rt/Rm已知或确定时，可内插间距。例如，如果测量的电导率S是Y1并且比值Rt/Rm是X1，那么可确定间距是与在曲线630a上所表示的D7有关的距离(见开圆)。下文更详细描述用于确定构造电阻率和钻探流体电阻率的测量。
图7示出了指示在应用第一种方法时确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的准确度的间距计算图700。在这个实施方案中，井下工具布置在大致水平的钻井中。垂直轴和水平轴表示与井下工具的中心相隔的距离。井下工具线710表示井下工具(诸如钻探工具100)的外表面。线720表示井下工具的减小的外表面，其中可以露出电极组件。间距圆730表示使用第一种方法所确定的间距并且包括指示间距测量的不确定性量的误差棒735。可提供椭圆体拟合线740以确定整个钻井的形状。如在图7中所见，在井下工具线710与椭圆体拟合线740之间的较大间距处(例如，在井下工具的外表面与钻井壁之间的距离例如不小于间距测量系统的电极组件的两个测量电极之间的间隔距离的约两倍的地方)，确定的间距圆730可包括较大误差棒735以指示间距中的较大不确定性。在井下工具线710与椭圆体拟合线740之间的较小间距处(例如，在钻探工具的外表面与钻井壁之间的距离不大于间距测量系统的电极组件的两个测量电极之间的间隔距离的约六倍的地方)，确定的间距圆730可包括较小误差棒735以指示可确定更准确的间距。
例如，在椭圆体拟合线740上的点A1处，在井下工具的外表面与钻井壁之间存在相对小的间距。在椭圆体拟合线740上的点A2处，在井下工具的外表面与钻井壁之间存在相对大的间距。因此，当使用第一种方法时，点A1处的误差棒735可小于点A2处的误差棒735。
间距测量的准确度可基于实际间距的误差量。在某些实施方案中，可使用第一种方法以小于约20％的实际间距误差的准确度确定间距。在其它实施方案中，可使用第一种方法以小于约10％的实际间距误差的准确度确定间距。在某些其它实施方案中，可使用第一种方法以小于约5％的实际间距误差的准确度确定间距。
图8示出了根据一个实施方案的井下工具800的一部分的侧视图，井下工具800示出测量组件的一部分。间距测量系统包括电极组件810、电子组件820和多个变压器830a至830e。电子组件820可操作地连接到电极组件810并且位于井下工具800内。图8中的电极组件810包括例如呈按钮构造的四个同心电极，这与图2所示的电极组件210类似。
在某些实施方案中，电极组件810可以包括两个源电极和两个测量电极。在这种情况下，可在测量电极之一处测量第二所得电信号。在某些实施方案中，电极组件可包括一个源电极和一个测量电极。在这种情况下，可在测量电极处测量第二所得电信号。
在其它实施方案中，电极组件810可以包括诸如图3所示的两个同心电极。而且，虽然电极组件810中的电极排列成同心椭圆环，但是在其它实施方案中电极可排列成其它形状，诸如矩形环、圆环、不规则形状的环等。而且，如图4所示，在某些其它实施方案中，所述电极可用不同心但是在空间上被排列来执行电流和/或电压测量的两个或更多个物理上独立的电极取代。
在这个实施方案中，每个变压器830a至830e可例如是环形的并且可具有导线缠绕在其周围的金属芯(未示出)。电子组件820可驱动每个变压器830a至830e。特定来说，电子组件820将电压或电流施加到缠绕在金属芯周围的导线，其在所述金属芯中生成磁场。因此，驱动的变压器830a至830e可用作例如变压器的主要部分。因此，井下工具800、钻探流体和地质构造可用作例如具有一匝绕组的变压器的次要部分。因此，可容易将一个或多个变压器安装在井下工具800上。
当电压或电流施加到变压器830a至830e之一(例如，“启动的变压器”)时，电压强加在所述启动的变压器的任一侧上的井下工具800的两个部件之间。不同电压可沿井下工具800产生轴向电流和多个径向电流。例如，如图9所示，轴向电流950在井下工具900的表面上传递，并且包括径向电流960的多个径向电流从变压器930的一侧940离开井下工具900行进到钻探流体和构造，且接着在变压器930的相对侧920上返回到井下工具900。径向电流960在电极组件910处传递通过到井下工具900。接着，可操作地连接到电极组件910的电子组件970可测量传递通过电极组件910的电流960。在某些实施方案中，电极组件910可为单个电极并且可采取任何形状。在某些实施方案中，电极组件910可为围绕井下工具900的圆周的环。如图9所示，电极组件910远离变压器930放置地越远，电流960可穿透构造就越深。因此，当电极组件910位于变压器930附近时，对钻探流体电阻率和间距两者的敏感度可增大。随着电极组件910与变压器930之间的距离增大，对构造电阻率的敏感度相对于间距和钻探流体电阻率而增大。
图10示出了用于根据第二种方法而估计井下工具(例如，钻探工具)的表面与地质构造(例如，钻井壁)的表面之间的间距的流程图1000。例如，可由包括例如图8和/或图9所示的测量组件的间距测量系统使用图10所示的过程。以第二种方法，可通过获得对构造电阻率、钻探流体电阻率和井下工具与地质构造之间的间距的组合敏感的第二测量而准确确定间距。
流程图1000是从1010开始，其中电子组件将第二起源电信号强加在位于在井下工具上且与电极组件隔开的位置处的变压器处，使得第二测量对构造电阻率、钻探流体电阻率和井下工具与地质构造之间的间距的组合敏感。在某些实施方案中，第二起源电信号是施加在变压器处的电压。在其它实施方案中，第二起源电信号可为施加到变压器的电流。
在1020处，电子组件测量在电极组件处因第二起源电信号而生成的第二所得电信号以获得第二测量。在某些实施方案中，第二测量是对间距、钻探流体电阻率和构造电阻率的组合敏感的电阻。在某些实施方案中，第二所得电信号可为在电极组件的电极处所测量的电流。
在1030处，第二测量发送到处理器单元，诸如图1中的处理器单元85或布置在井下工具内的处理器单元。在1040处，处理器单元使第二测量拟合第二预定建模工具响应以确定地质构造的表面与电极组件所处的井下工具的表面之间的间距。在某些实施方案中，处理器单元使用内插过程而使第二测量拟合预定建模工具响应以确定间距。在某些实施方案中，处理器单元根据电极组件的电极的接触阻抗的期望或测量值和钻探流体电阻率的测量或估计值而确定建模工具响应。还可使用计算机模拟获得建模工具响应。在其它实施方案中，处理器单元使用数据反演过程而使第二测量拟合预定建模工具响应。
图11示出了在图1100上所绘制的建模工具响应的一个实施例。水平轴1110表示用钻探流体电阻率Rm归一化使用第二种方法所获得(例如，在1020处所确定)的第二测量Ra。垂直轴1120表示用第二测量Ra归一化构造电阻率Rt。每条模拟曲线1130a至1130g表示并下工具的表面与地质构造的表面之间的不同间距(D1至D7)。运用图1100，当测量的电阻Ra、构造电阻率Rt和钻探流体电阻率Rm已知或确定时，可内插间距。例如，如果比值Rt/Ra是Y2并且比值Ra/Rm是X2，那么可确定间距是与在曲线1130d上所表示的D4有关的距离(见开圆)。
间距测量的准确度可基于实际间距的误差量。在某些实施方案中，可使用第二种方法以小于约20％的实际间距误差的准确度确定间距。在其它实施方案中，可使用第二种方法以小于约10％的实际间距误差的准确度确定间距。在某些其它实施方案中，可使用第二种方法以小于约5％的实际间距误差的准确度确定间距。
在某些实施方案中，当期望间距例如不大于约第一距离并且例如不小于约第二距离时，第一种方法和第二种方法两者都可用来确定间距。在这些实例中，间距测量系统可根据例如预定建模工具响应而确定哪种方法更准确。即，根据预定建模工具响应，间距测量系统可确定在使用第一种方法确定间距中的不确定性量和在使用第二种方法确定间距中的不确定性量。因此，间距测量系统可根据哪种方法具有较少量的计算不确定性而在使用第一种方法所确定的间距与使用第二种方法所确定的间距之间作出选择。
在某些实施方案中，磁力计可用来确定从井下工具的表面露出的电极组件相对于钻井内部的井下工具的定向的位置。应当明白本文所提供的实施方案可使用其它合适的装置/方法确定电极组件的位置。
现更详细描述用于确定构造电阻率和钻探流体电阻率的测量。如上文所讨论，为了使用第一种方法或第二种方法获得间距，人们可能会发现所述间距可对确定钻探流体电阻率Rm和构造电阻率Rt有用。可使用下文参考图12所讨论的实施方案测量钻探流体电阻率。然而，在某些实施方案中，例如，还可从钻探流体样品中或在由井下工具的独立测量系统中所获得的独立测量中获得钻探流体电阻率。
类似地，可使用下文参考图13所描述的实施方案获得构造电阻率。然而，在某些实施方案中，还可获得构造电阻率例如作为由可以是或可以不是井下工具的部件的独立测量系统、工具或装置所获得的独立测量。在某些情况下，从相同测量确定钻探流体电阻率和构造电阻率。
图12示出了用于估计钻探流体电阻率的流程图1200。例如，可由包括例如测量组件205的间距测量系统使用图12所示的过程。以第二种方法，当期望地质构造的表面与井下工具的表面之间的距离不小于约第二距离时，可准确确定钻探流体电阻率。以测量组件205，第二距离可例如是电极组件210的两个测量电极215b与215c之间的间隔距离的约两倍。
流程图1200是从1210开始，其中电子组件将第三起源电信号强加在电极组件处。在某些实施方案中，第三起源电信号是施加在电极组件的两个电极之间的电压。在其它实施方案中，第三起源电信号可为电流信号。
在1220处，电子组件测量在电极组件处因第三起源电信号而生成的第三所得电信号以获得对井下工具与地质构造之间的钻探流体的电阻率敏感的第三测量。例如，当第三起源电信号是施加在电极组件的两个源电极之间的电压时，第三所得电信号是在电极组件的测量电极处所测量的电流。当第三起源电信号是施加在电极组件的源电极处的电流时，第三所得电信号是在电极组件的两个测量电极之间所测量的电压。
在1230处，第三测量发送到处理器单元，举例而言，诸如图1中的处理器单元85或布置在井下工具内的处理器单元。在1240处，处理器单元将第三测量转换成钻探流体电阻率。在某些实施方案中，处理器单元使用可使用数学模拟所确定的转换因数而将第三测量转换成钻探流体电阻率。本领域熟练技术人员会明白如何使用数学模拟确定用于将第三测量转换成钻探流体电阻率的转换因数。
在某些实施方案中，电极组件可包含两个源电极和两个测量电极。在这些实施方案中，电子组件可将第三起源电信号强加在两个源电极之间。在其它实施方案中，电极组件可包括一个源电极和一个测量电极。在这些实施方案中，电子组件可将第三起源电信号强加在源电极与测量电极之间。
在电极组件包括两个源电极和两个测量电极之间的实施方案中，可在两个测量电极之一或两者处测量第三所得电信号。在电极组件包括一个源电极和一个测量电极的实施方案中，在测量电极处测量第三所得电信号。
在某些实施方案中，第三测量是通过以下步骤所获得的电阻：在第三所得电信号是例如在电极组件的测量电极处所测量的电流并且第三起源电信号是例如施加在电极组件的两个源电极之间的电压时用第三所得电信号除第三起源电信号；或在第三所得电信号是例如在电极组件的两个测量电极之间所测量的电压并且第三起源电信号是施加在电极组件的源电极处的电流时用第三起源电信号除第三所得电信号。
图13示出了用于估计构造电阻率的流程图1300。例如，可由图8所示的间距测量系统使用图13所示的过程。在这些实施方案中，可通过获得对涉及钻探流体电阻率的构造电阻率和井下工具与地质构造之间的间距敏感的第四测量而准确确定构造电阻率。
流程图1300是从1310开始，其中电子组件将第四起源电信号强加在位于在井下工具上且与布置在井下工具上的电极组件隔开的位置处的变压器处，使得第四测量对涉及钻探流体电阻率的构造电阻率和井下工具与钻井壁之间的间距敏感。在某些实施方案中，第四起源电信号是施加在变压器处的电压。在其它实施方案中，起源电信号可为施加到变压器的电流。
在1320处，电子组件测量在电极组件处因第四起源电信号而生成的第四所得电信号以获得第四测量。在某些实施方案中，第四测量是对构造电阻率敏感的电阻。在某些实施方案中，第四所得电信号可为在电极组件的电极处所测量的电流。
在1330处，第四测量发送到处理器单元，诸如图1中的处理器单元85或布置在井下工具内的处理器单元。在1340处，处理器单元将第四测量转换成构造电阻率。在某些实施方案中，处理器单元使用可使用数学模拟所确定的转换因数而将第四测量转换成构造电阻率。
在某些实施方案中，电极组件可包括两个源电极和两个测量电极。在这种情况下，可在两个测量电极之一或两者处测量第四所得电信号。在某些实施方案中，电极组件可包括一个源电极和一个测量电极。在这种情况下，在测量电极处测量第四所得电信号。
虽然图2至图7和图12的实施方案与图8至图11和图13的实施方案是分开描述的，但是本领域熟练技术人员可组合在这些实施方案中获得且如特定应用所要和/或所需的测量和数据。
方面：
应当注意以下方面1至9中任一方面可与方面10至19中任一方面组合。
1.一种用于确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的方法，所述方法包括：
提供所述井下工具，所述井下工具包括从所述井下工具的表面露出的电极组件、从所述井下工具的所述表面露出的一个或多个变压器和一个或多个电子组件；
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述间距不大于第一距离时：
使用所述电子组件的至少一个将第一起源电信号强加在所述电极组件处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源电信号而生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第一测量拟合第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第一间距；和/或
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述间距不小于第二距离时：
使用所述电子组件的至少一个将第二起源电信号强加在第一变压器处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号而生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第二测量拟合第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第二间距。
2.根据方面1所述的方法，其中所述第一距离不大于所述电极组件的两个电极之间的间隔距离的六倍，并且所述第二距离不小于所述电极组件的所述两个电极之间的所述间隔距离的两倍。
3.根据方面1至2所述的方法，其还包括当期望所述间距不大于所述第一距离并且不小于所述第二距离时，
确定所述第一间距中的不确定性量和所述第二间距中的不确定性量，和
根据在所述第一间距中所确定的所述不确定性量和在所述第二间距中所确定的所述不确定性量而在所述第一间距与所述第二间距之间作出选择。
4.根据方面1至3所述的方法，其还包括：
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述间距不小于所述第二距离时，使用所述电子组件的至少一个将第三起源电信号强加在所述电极组件处；
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第三所得电信号以获得对布置在所述井下工具与所述地质构造的所述表面之间的钻探流体的电阻率敏感的第三测量，所述第三所得电信号因所述第三起源电信号而生成；和
使用所述处理器单元的至少一个而使所述第三测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第一间距，和/或使用所述处理器单元的至少一个而使所述第三测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第二间距。
5.根据方面1至4所述的方法，其还包括：
使用所述电子组件的至少一个将第四起源电信号强加在第二变压器处；
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第四所得电信号以获得对所述构造的电阻率敏感的第四测量，所述第四所得电信号因所述第四起源电信号而生成；和
使用所述处理器单元的至少一个而使所述第四测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第一间距，和/或使用所述处理器单元的至少一个而使所述第四测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第二间距。
6.根据方面1至5所述的方法，其中使用所述处理器单元的至少一个而使所述第一测量拟合所述第一建模工具响应和使用所述处理器单元的至少一个而使所述第二测量拟合所述第二建模工具响应分别包括应用数据反演过程，所述数据反演过程被调适来减小所述第一测量与所述第一建模工具响应之间的误差和减小所述第二测量与所述第二建模工具响应之间的误差。
7.根据方面1至6所述的方法，其中使用所述电子组件的至少一个将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处包括：
将电压强加在所述电极组件的两个源电极之间；
其中使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的所述第一所得电信号包括：
测量所述电极组件的两个测量电极之间的电流；且
其中使用所述至少一个电子组件测量所述电极组件处的所述第二所得电信号包括：
使用所述电极组件的所述两个测量电极的至少一个测量电流。
8.根据方面1至7所述的方法，其中使用所述电子组件的至少一个将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处包括：
将电压强加在所述电极组件的源电极与测量电极之间；
其中使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的所述第一所得电信号包括：
测量所述测量电极处的电流；且
其中使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的所述第二所得电信号包括：
测量所述测量电极处的电流。
9.根据方面1至8所述的方法，其中所述井下工具是随钻测井工具、随钻测量工具或其组合。
10.一种用于确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的系统，所述系统包括：
所述井下工具，其包括：
电极组件，其从所述井下工具的所述表面露出；
一个或多个变压器，其从所述井下工具的所述表面露出；和
一个或多个电子组件，其被调适来：
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述距离不大于第一距离时：
将第一起源电信号强加在所述电极组件处，和
测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源电信号而生成，和/或
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述距离不小于第二距离时：
将第二起源电信号强加在所述变压器的至少一个处，和
测量所述电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号而生成；
一个或多个处理器单元，其被调适来：
使所述第一测量拟合第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第一间距，和/或
使所述第二测量拟合第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第二间距。
11.根据方面10所述的系统，其中所述第一距离是所述电极组件的两个电极之间的所述间隔距离的六倍，并且所述第二距离是所述电极组件的所述两个电极之间的所述间隔距离的两倍。
12.根据方面10至11所述的系统，其中所述处理器单元的至少一个被调适来在期望所述间距不大于所述第一距离并且不小于所述第二距离时，
确定所述第一间距中的不确定性量和所述第二间距中的不确定性量，和
根据在所述第一间距中所确定的所述不确定性量和在所述第二间距中所确定的所述不确定性量而在所述第一间距与所述第二间距之间作出选择。
13.根据方面10至12所述的系统，其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述距离不小于所述电极组件的两个电极之间的所述间隔距离的两倍时，将第三起源电信号强加在所述电极组件处，和
测量所述电极组件处的第三所得电信号以获得对布置在所述井下工具与所述地质构造的所述表面之间的钻探流体的电阻率敏感的第三测量，所述第三所得电信号因所述第三起源电信号而生成；且
其中所述处理器单元的至少一个还被调适来使所述第三测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述第一间距和/或使所述第三测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述第二间距。
14.根据方面10至13所述的系统，其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
将第四起源电信号强加在第二变压器处，和
测量所述电极组件处的第四所得电信号以获得对所述构造的电阻率敏感的第四测量，所述第四所得电信号因所述起源电信号而生成，且
其中所述处理器单元的至少一个还被调适来使所述第三测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述第一间距和/或使所述第三测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述第二间距。
15.根据方面10至14所述的系统，其中所述电极组件包括两个源电极和两个测量电极，所述两个测量电极是同心的并且是电极按钮的部件；且
其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
将电压强加在所述电极组件的所述两个源电极之间以将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处，
测量所述电极组件的所述两个测量电极之间的电流以测量所述电极组件处的所述第一所得电信号，和
测量所述电极组件的所述两个测量电极之一处的电流以测量所述电极组件处的所述第二所得电信号。
16.根据方面10至14所述的系统，其中所述电极组件包括源电极和测量电极；且
其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
将电压强加在所述电极组件的所述源电极与所述测量电极之间以将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处；
测量所述测量电极处的电流以测量所述电极组件处的所述第一所得电信号；和
测量所述测量电极处的电流以测量所述电极组件处的所述第二所得电信号。
17.根据方面10至16所述的系统，其中所述处理器单元的至少一个还被调适来应用数据反演过程以用于减小所述第一测量与所述第一建模工具响应之间的误差和用于减小所述第二测量与所述第二建模工具响应之间的误差。
18.根据方面10至17所述的系统，其中所述井下工具是随钻测井工具、随钻测量工具或其组合。
19.根据方面10至18所述的系统，其中所述处理器单元的至少一个是在所述地质构造上方的表面处。
20.一种用于确定井下工具的表面与钻井的壁之间的间距的方法，所述方法包括：
将所述井下工具布置到所述钻井中，所述井下工具包括从所述井下工具的所述表面露出的电极组件和布置在所述井下工具内的一个或多个电子组件；
当期望所述钻井壁与所述井下工具的表面之间的所述距离不大于第一距离时，使用所述电子组件的至少一个将第一起源电信号强加在所述电子组件处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源电信号生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第一测量拟合第一建模工具响应以确定所述间距。
21.一种用于确定井下工具的表面与钻井的壁之间的间距的方法，所述方法包括：
将所述井下工具布置到所述钻井中，所述井下工具包括从所述井下工具的所述表面露出的电极组件、从所述井下工具的所述表面露出的一个或多个变压器和一个或多个电子组件；
当期望所述钻井壁与所述井下工具的表面之间的所述距离不小于第二距离时，使用所述电子组件的至少一个将第二起源电信号强加在所述变压器之一处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第二测量拟合第二建模工具响应以确定所述间距。
本公开内容在不悖离其精神或特征的情况下可以以其它形式具体实施。应当认为在本公开内容中所公开的实施方案在各方面都是说明性的而非限制性的。由随附权利要求书而非由前文描述指示本公开内容的范畴；并且在权利要求书的等效物的意义和范围内的所有变化旨在涵盖于其中。

Claims (21)

1.一种用于确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的方法，所述方法包括：
提供所述井下工具，所述井下工具包括从所述井下工具的表面露出的电极组件、从所述井下工具的所述表面露出的一个或多个变压器和一个或多个电子组件；
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述间距不大于第一距离时：
使用所述电子组件的至少一个将第一起源电信号强加在所述电极组件处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源电信号而生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第一测量拟合第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第一间距；和/或
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述间距不小于第二距离时：
使用所述电子组件的至少一个将第二起源电信号强加在第一变压器处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号而生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第二测量拟合第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第二间距。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一距离不大于所述电极组件的两个电极之间的间隔距离的六倍，并且所述第二距离不小于所述电极组件的所述两个电极之间的所述间隔距离的两倍。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其还包括当期望所述间距不大于所述第一距离并且不小于所述第二距离时，
确定所述第一间距中的不确定性量和所述第二间距中的不确定性量，和
根据在所述第一间距中所确定的所述不确定性量和在所述第二间距中所确定的所述不确定性量而在所述第一间距与所述第二间距之间作出选择。
4.根据任何先前权利要求所述的方法，其还包括：
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述间距不小于所述第二距离时，使用所述电子组件的至少一个将第三起源电信号强加在所述电极组件处；
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第三所得电信号以获得对布置在所述井下工具与所述地质构造的所述表面之间的钻探流体的电阻率敏感的第三测量，所述第三所得电信号因所述第三起源电信号而生成；和
使用所述处理器单元的至少一个而使所述第三测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第一间距，和/或使用所述处理器单元的至少一个而使所述第三测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第二间距。
5.根据任何先前权利要求所述的方法，其还包括：
使用所述电子组件的至少一个将第四起源电信号强加在第二变压器处；
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第四所得电信号以获得对所述构造的电阻率敏感的第四测量，所述第四所得电信号因所述第四起源电信号生成；和
使用所述处理器单元的至少一个而使所述第四测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第一间距，和/或使用所述处理器单元的至少一个而使所述第四测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的所述第二间距。
6.根据任何先前权利要求所述的方法，其中使用所述处理器单元的至少一个而使所述第一测量拟合所述第一建模工具响应和使用所述处理器单元的至少一个而使所述第二测量拟合所述第二建模工具响应分别包括应用数据反演过程，所述数据反演过程被调适来减小所述第一测量与所述第一建模工具响应之间的误差和减小所述第二测量与所述第二建模工具响应之间的误差。
7.根据任何先前权利要求所述的方法，其中使用所述电子组件的至少一个将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处包括：
将电压强加在所述电极组件的两个源电极之间；
其中使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的所述第一所得电信号包括：
测量所述电极组件的两个测量电极之间的电流；且
其中使用所述至少一个电子组件测量所述电极组件处的所述第二所得电信号包括：
使用所述电极组件的所述两个测量电极的至少一个测量电流。
8.根据权利要求1至6中任一要求所述的方法，其中使用所述电子组件的至少一个将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处包括：
将电压强加在所述电极组件的源电极与测量电极之间；
其中使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的所述第一所得电信号包括：
测量所述测量电极处的电流；且
其中使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的所述第二所得电信号包括：
测量所述测量电极处的电流。
9.根据任何先前权利要求所述的方法，其中所述井下工具是随钻测井工具、随钻测量工具或其组合。
10.一种用于确定井下工具的表面与地质构造的表面之间的间距的系统，所述系统包括：
所述井下工具，其包括：
电极组件，其从所述井下工具的所述表面露出；
一个或多个变压器，其从所述井下工具的所述表面露出；和
一个或多个电子组件，其被调适来：
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述距离不大于第一距离时：
将第一起源电信号强加在所述电极组件处，和
测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源电信号而生成，和/或
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述距离不小于第二距离时：
将第二起源电信号强加在所述变压器的至少一个处，和
测量所述电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号而生成；
一个或多个处理器单元，其被调适来：
使所述第一测量拟合第一建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第一间距，和/或
使所述第二测量拟合第二建模工具响应以确定所述井下工具的所述表面与所述地质构造的所述表面之间的第二间距。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一距离是所述电极组件的两个电极之间的所述间隔距离的六倍，并且所述第二距离是所述电极组件的所述两个电极之间的所述间隔距离的两倍。
12.根据权利要求10或11所述的系统，其中所述处理器单元的至少一个被调适来在期望所述间距不大于所述第一距离并且不小于所述第二距离时，
确定所述第一间距中的不确定性量和所述第二间距中的不确定性量，和
根据在所述第一间距中所确定的所述不确定性量和在所述第二间距中所确定的所述不确定性量而在所述第一间距与所述第二间距之间作出选择。
13.根据权利要求10至12中任一要求所述的系统，其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
当期望所述地质构造的所述表面与所述井下工具的所述表面之间的所述距离不小于所述电极组件的两个电极之间的所述间隔距离的两倍时，将第三起源电信号强加在所述电极组件处，和
测量所述电极组件处的第三所得电信号以获得对布置在所述井下工具与所述地质构造之间的钻探流体的电阻率敏感的第三测量，所述第三所得电信号因所述第三起源电信号而生成；且
其中所述处理器单元的至少一个还被调适来使所述第三测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述第一间距和/或使所述第三测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述第二间距。
14.根据权利要求10至13中任一要求所述的系统，其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
将第四起源电信号强加在第二变压器处，和
测量所述电极组件处的第四所得电信号以获得对所述构造的电阻率敏感的第四测量，所述第四所得电信号因所述起源电信号而生成，且
其中所述处理器单元的至少一个还被调适来使所述第三测量拟合所述第一建模工具响应以确定所述第一间距和/或使所述第三测量拟合所述第二建模工具响应以确定所述第二间距。
15.根据权利要求10至14中任一要求所述的系统，其中所述电极组件包括两个源电极和两个测量电极，所述两个测量电极是同心的并且是电极按钮的部件；且
其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
将电压强加在所述电极组件的所述两个源电极之间以将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处，
测量所述电极组件的所述两个测量电极之间的电流以测量所述电极组件处的所述第一所得电信号，和
测量所述电极组件的所述两个测量电极之一处的电流以测量所述电极组件处的所述第二所得电信号。
16.根据权利要求10至14中任一要求所述的系统，其中所述电极组件包括源电极和测量电极；且
其中所述电子组件的至少一个还被调适来：
将电压强加在所述电极组件的所述源电极与所述测量电极之间以将所述第一起源电信号强加在所述电极组件处；
测量所述测量电极处的电流以测量所述电极组件处的所述第一所得电信号；和
测量所述测量电极处的电流以测量所述电极组件处的所述第二所得电信号。
17.根据任何先前权利要求所述的系统，其中所述处理器单元的至少一个还被调适来应用数据反演过程以用于减小所述第一测量与所述第一建模工具响应之间的误差和用于减小所述第二测量与所述第二建模工具响应之间的误差。
18.根据任何先前权利要求所述的系统，其中所述井下工具是随钻测井工具、随钻测量工具或其组合。
19.根据任何先前权利要求所述的系统，其中所述处理器单元的至少一个是在所述地质构造上方的表面处。
20.一种用于确定井下工具的表面与钻井的壁之间的间距的方法，所述方法包括：
将所述井下工具布置到所述钻井中，所述井下工具包括从所述井下工具的所述表面露出的电极组件和布置在所述井下工具内的一个或多个电子组件；
当期望所述钻井壁与所述井下工具的表面之间的所述距离不大于第一距离时，使用所述电子组件的至少一个将第一起源电信号强加在所述电子组件处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第一所得电信号以获得第一测量，所述第一所得电信号因所述第一起源电信号而生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第一测量拟合第一建模工具响应以确定所述间距。
21.一种用于确定井下工具的表面与钻井的壁之间的间距的方法，所述方法包括：
将所述井下工具布置到所述钻井中，所述井下工具包括从所述井下工具的所述表面露出的电极组件、从所述井下工具的所述表面露出的一个或多个变压器和一个或多个电子组件；
当期望所述钻井壁与所述井下工具的表面之间的所述距离不小于第二距离时，使用所述电子组件的至少一个将第二起源电信号强加在所述变压器之一处，
使用所述电子组件的至少一个测量所述电极组件处的第二所得电信号以获得第二测量，所述第二所得电信号因所述第二起源电信号而生成，和
使用一个或多个处理器单元而使所述第二测量拟合第二建模工具响应以确定所述间距。
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