CN103717834A - 测量预测试抽吸方法与仪器 - Google Patents

Abstract

公开了用于在井下环境中执行地层流体的抽吸的方法和仪器。一个示例性的方法包括，使地层测试工具的流体连通装置接触井眼壁，以及执行第一类型的抽吸，以吸取流体进入到流体连通装置。所述方法还包括在第一类型的抽吸的执行期间探测井眼壁上的泥饼的裂口，以及响应于探测到泥饼的裂口，执行第二类型的抽吸，以吸取流体进入到样品探针中。第二类型的抽吸不同于第一类型的抽吸。而且，示例性的方法包括在第二类型的抽吸的执行期间，确认井眼壁上的泥饼的裂口。

Description

测量预测试抽吸方法与仪器

背景技术

在过去的几十年中，已经开发了高尖端技术用于自底下地层识别和开采烃类，所述烃类通常指石油和天然气。这些技术有助于从地下地层发现、评估和开采烃类。

当认为已发现地下地层含有经济上可开采数量的烃类时，通常将井眼(borehole)从地球表面钻井至希望的地下地层，并在地层上执行测试以确定所述地层是否可能开采出有经济价值的烃类。通常地，在地下地层上执行的测试包括询问所穿透的地层用以确定烃类是否实际存在，并估计可开采烃类的数量。用于执行这样测试的一个途径是通过地层测试工具，通常被称为地层测试器。

地层测试通常涉及使用某些初级测试，或预测试（pretest），其可以用于在一个或多个深度的地层处执行一个相对迅速的估计。虽然通常这种预测试被相对迅速地实施，但这些测试可能引入延迟(例如，钻井延迟，如果所述测试通过位于钻井组件中的工具来实施的话)，从而增加了非生产性的时间和工具在井筒中变得黏住的可能性。为了减少这样的非生产性的时间和工具黏住的可能性，经常建立基于主要地层和钻井条件的钻井操作规范，用以指示钻柱可以固定在给定的井眼中多长的时间。在这些规范下，钻柱可能仅允许固定在一个有限的时间段内，用以配置探针和执行压力测量。因为地层测试操作用于整个钻井操作期间，任何测试(例如，预测试)的期间和在分配的时间中可实现的所述测量结果的精度是主要的限制，这必须要考虑。

附图说明

从以下结合附图的详细说明中可最佳地理解本发明。应强调的是，根据工业标准实践，各种部件未按比例绘制。事实上，各种特征的尺寸可以任意增加或减小以方便讨论。

图1是根据本发明的一个或多个方面的仪器的示意图。

图2是根据本发明的一个或多个方面的另一仪器的示意图。

图3是根据本发明的一个或多个方面的另一仪器的示意图。

图4a是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图4b是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图5是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图6是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的流程图。

图7是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图8是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图9是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图10是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图11是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

图12是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的流程图。

图13是根据本发明的一个或多个方面的一种方法的图示。

具体实施方式

可以理解，下文的公开提供多个不同的实施例，或者用于实现各种实施例的不同特征的实例。构件和布置的特殊实例在下文被描述用以简化本公开。当然，这些仅仅是实例，且不旨在限制。此外，本发明可能在各种实例中重复使用附图标记和/或字母。这个重复是为了简化和清晰的目的，且它本身并不在讨论的各种实施例和/或配置之间要求一种关系。而且，在随后的说明书中第一特征在第二特征上方或在第二特征上形成可以包括第一和第二特征直接接触地形成的实施例，也可以包括附加的特征可以置于第一与第二特征之间形成、因而第一与第二特征可以不是直接接触的实施例。

本发明的一个或多个方面涉及用以在井下环境中执行地层流体的抽吸(drawdown)的方法和仪器。根据本发明的一个方面，地层特性(例如，地层压力、迁移率，等)可以由公开的方法估计，所述方法可以包括勘查阶段以及测量阶段。在一个示例性的方法中，地层测试工具的样品探针或其它流体连通装置用于接触井眼壁。在勘查阶段期间，执行第一类型的抽吸用以吸取流体到样品探针中。根据本发明的一个方面，第一类型的抽吸是大体上连续的体积膨胀。在第一类型的抽吸期间，与流体有关的压力数据被收集和分析，以用于确定例如数据的图案或趋势、与所述趋势或图案的偏差、泥饼的裂口和/或流体从接触的地层流动进入流体连通装置中的流动。根据本发明的一个方面，可以涉及这些探测。例如，泥饼的裂口可以基于与所述数据的趋势或图案的偏差来确定。在一些实例中，所述趋势或图案对应于与随时间-变化的压力有关的斜率或最佳拟合线。

示例性的方法也可以包括响应于上述探测、例如响应于探测到泥饼的裂口执行第二类型的抽吸，以吸取流体进入样品探针中。根据本发明的一个方面，第二类型的抽吸可以不同于第一类型的抽吸。例如，第二类型的抽吸可以基于步进式的或增量式的体积膨胀。第二抽吸可以用于确认或核实上述探测。例如，第二抽吸可基于发生于步进式抽吸的每一步骤之后的一个或多个压力恢复之间的差别来确认泥饼的裂口。

跟随第二抽吸序列之后的恢复压力可以用于确定地层特性，例如地层压力或迁移率，所述地层特性可以然后用于设定或规定测试参数，例如时间、体积或流率，以确定或用在工具的随后的操作序列、例如用于吸取流体进入地层测试工具中的第三类型的抽吸中。根据本发明的一个方面，第三类型的抽吸是用于地层的测量测试中、即在测量阶段期间的抽吸。本文描述的方法的执行便于在预测试期间以比现有技术所经历的时间量减小的时间量准确测量泥饼裂口。

转向附图，图1描述了包括井下工具的井场系统，所述工具可以根据本发明的一个或多个方面进行操作。图1的井场钻井系统可以在陆上或在海上使用。在图1的示例性井场系统中，通过旋转和/或定向钻井在一个或多个地下地层中形成井眼11。

如图1所示，钻柱12悬挂在井眼11中并且包括底部钻具组合(bottomhole assembly，BHA)100，所述底部钻具组合在其下端具有钻头105。地面系统包括位于井眼11上方的平台和钻塔组件10。钻塔组件10包括转盘16、方钻杆17、钩子18和转环19。钻柱12通过转盘16旋转，所述转盘16通过未示出的装置提供动力，所述转盘16在钻柱12的上端接合方钻杆17。示例性的钻柱12通过方钻杆17和转环19自钩子18悬挂，所述钩子连接到游动滑车(未示出)，所述转环19允许钻柱12相对于钩子18旋转。附加地，或者可选地，可以使用顶部驱动系统。

在图1中描述的实例中，地面系统进一步包括钻井流体26，其通常在工业中指代“泥浆”，且其储存在形成于井场处的槽27中。泵29通过转环19中的端口将钻井流体26输送到钻柱12的内部，从而使钻井流体26如方向箭头8所示地向下流动通过钻柱12。钻井流体26通过钻头105中的端口离开钻柱12，且然后如方向箭头9所示地向上循环通过钻柱12的外部与井眼11的壁之间的环状区域。钻井流体26润滑钻头105，并当钻井流体26返回到槽27用于再循环时将地层钻屑带到地面，并且在井眼11的壁上产生泥饼层(未示出)。

图1的示例性的井底钻具组件100中还包括任意数量和/或类型的随钻测井(LWD)模块或工具(其中的一个由附图标记120表示)和/或随钻测量(MWD)模块(其中的一个由附图标记130表示)、旋转导向系统或泥浆电机150以及示例性的钻头105。MWD模块130测量钻头105的方位角和倾斜度，其可以用于监测井眼轨道。

图1的示例性的LWD工具120和/或示例性的MWD模块130可以被容纳于特殊类型的钻铤中（如本领域中已知的），且包括任意数量的记录工具、压力测量工具以及可选的流体采样装置。示例性的LWD工具120包括如下的能力：测量、处理和/或存储信息，以及与MWD模块130通信和/或直接与地面设备、例如记录和控制计算机160通信。

记录和控制计算机160可以包括用户界面，所述用户界面使得能够输入参数和/或显示输出，所述输出可与钻井操作和/或井眼11穿过的地层相关。尽管记录和控制计算机160被示出在井口处且邻近于井场系统，但记录和控制计算机160的一部分或全部也可以放置在井底钻具构件100中和/或在远程位置中。

图2描述了包括根据本发明的一个或多个方面的井下工具的示例性的线缆(wireline)系统。示例性的线缆工具200可以用于测量地层压力，和可选地用于提取和分析地层流体样品。工具200自多芯电缆204的下端悬挂在井眼或井孔202中，所述多芯电缆204在地面缠绕在绞盘(未示出)上。在地面，电缆204可通信地连接到电控制和数据采集系统206。工具200具有伸长主体208，其包括壳体210，所述壳体210具有工具控制系统212，所述工具控制系统212配置为用于控制从地层F对地层流体的提取和在提取的流体上执行的测量结果、尤其是压力。

电缆工具200还包括地层测试器214，所述地层测试器214具有可选择性伸出的流体接纳组件216和可选择性伸出的工具锚定构件218，在图2中示出的是，流体接纳组件216和工具锚定构件218布置在主体208的相反侧。流体接纳组件216被配置为选择性地密封或隔离井眼202的壁的所选择的部分，以流体耦合到邻近的地层F并从地层F吸取流体。地层测试器214还包括流体分析模块220，其包括至少一个压力测量装置，所述压力测量装置与进入流体接纳组件216的流体压力连通，获得的流体流动通过所述流体接纳组件216。一旦完成测试序列，进入流体接纳组件的流体然后可以通过端口(未示出)排出，或者所述流体可以被送到一个或多个流体收集室222和224，所述流体收集室可以接收并保留地层流体，以用于随后在地面或测试设备处的测试。

在说明的实例中，电控制和数据获取系统206和/或井下控制系统212被配置为控制流体接纳构件216，用以从地层F吸取流体样品，并用以控制流体分析模块220以在流体上执行测量。在一些示例性的实施例中，流体分析模块220可以配置为分析如本文所述的流体样品的测量数据。在其它示例性的实施例中，流体分析模块220可以配置为产生并存储测量数据且随后将所述测量数据向地面传送，用于在地面上的分析。虽然井下控制系统212被示出为与地层测试器214分开实施，但在一些示例性的实施例中，井下控制系统212可以实施在地层测试器214中。

图1中示出的示例性的钻柱12和/或图2中的示例性的电缆工具200的一个或多个模块或工具可以使用本文描述的示例性的方法和仪器，以使用多种抽吸技术执行地层流体的抽吸，和/或使用不同的抽吸技术探测和核实泥饼裂口。例如，LWD工具120(图1)、MWD模块130(图1)、工具控制系统212(图2)、和/或地层测试器214(图2)中的一个或多个可以利用本文描述的示例性的方法和仪器。虽然本文描述的示例性的仪器和方法是在钻柱和/或电缆工具的情况下描述，但它们也适于任意数量和/或类型的附加的和/或替换的井下工具，例如挠性管布置的工具。进一步地，本发明的一个或个方面也可以用于其它取芯(coring)应用中，例如侧壁取芯和/或直进式(in-line)取芯。

本文描述的方法可以利用任何本领域中已知的地层测试器、例如参看图1和2描述的测试器实施。其它的地层测试器也可以使用和/或适于本发明的一个或多个方面，例如美国专利号US4860581和US4936139的电缆地层测试器、美国专利号US6230557和/或美国专利号US7114562的井下钻井工具。

可与上述的地层测试器一起使用的流体连通装置或探针模块301的一种型式在图3中描述。模块301包括探针312a、围绕探针312a的封隔器310a、以及从探针312延伸进入模块301的流动管路319a。流动管路319a从探针312延伸到探针隔离阀321a，且具有压力测量仪323a。第二流动管路303a从探针隔离阀321a延伸到样品管路隔离阀324a和均衡阀328a，且具有压力测量仪320a。在预测试室314中的可逆预测试活塞318a也从流动管路303a延伸。排出管路326a从均衡阀328a延伸并通到井眼且具有压力测量仪330a。样品流动管路325a从样品管路隔离阀324a延伸且通过工具。在流动管路325a中采样的流体可以被捕获、冲洗、或用于其它目的。

探针隔离阀321a将流动管路319a中的流体与流动管路303a中的流体隔离。样品管路隔离阀324a将流动管路303a中的流体与样品管路325a中的流体隔离。均衡阀328a将井眼中的流体与工具中的流体隔离。通过操纵阀321a、324a和328a以选择性隔离在流动管路中的流体，压力测量仪320a和323a可以用于确定不同的压力。例如，当探针与地层流体连通时，通过关闭阀321a，地层压力可由测试仪323a读出，同时最小化连接到地层的工具体积。

在另一个实例中，均衡阀328a开启时，泥浆可通过预测试活塞318a从井眼抽取进入工具中。关闭均衡阀328a、探针隔离阀321a和样品管路隔离阀324a时，流体可以被困在这些阀与预测试活塞318a之间的工具之内。压力测量仪330a可以用于在工具整个操作期间连续地监测井眼流体压力，且与压力测量仪320a和/或323a一起可以用于直接测量跨过泥饼的压力降，而且用于监测跨过泥饼的井眼干扰的传送，用于后续针对这些干扰修正测量出的井底压力。

除了其它功能之外，预测试活塞318a可以用于从地层抽取流体或注射流体到地层中，或者用于压缩或膨胀困在探针隔离阀321a、样品管路隔离阀324a与均衡阀328a之间的流体。预测试活塞318a优选地具有在低速率下操作的能力（例如0.01cm³/秒）和在高速率下操作的能力（例如10cm³/秒），而且具有可以在单个行程中抽取大体积的能力，例如100cm³。此外，如果需要从地层提取大于100cm³而不缩回探针312a，预测试活塞318可以循环。优选地可以连续地监测且积极地控制预测试活塞318a的位置，且当它闲置时它的位置可以被锁定。在一些实施例中，探针312a可以进一步包括过滤阀(未示出)和过滤活塞(未示出)。本领域技术人员可以理解，尽管这些规格限定了一个示例性的探针模块，但其它的规格也可以使用而不背离本发明的范围。

本文公开的技术也可以与其它包含流动管路的装置一起使用。本文使用的术语“流动管路”指代导管、空腔或其它用于在地层与预测试活塞之间建立流体连通的、和/或用于允许流体在其间流动的通道。其它这样的装置可以包括例如其中探针与预测试活塞一体化的装置。上述装置的一个实例在美国专利号US6230557与US6986282中公开，它们被转让给本发明的受让人，这两篇专利在此以参考的形式全文引入。

可以用在勘查阶段期间的一种类型的抽吸的第一实例在图4a中示出。如上文所述，参数、例如地层压力和地层迁移率可以通过分析从勘查阶段的压力痕迹或曲线所取得的数据来确定。例如，终止点450表示地层压力的暂估。可选地，地层压力可以通过使用已知技术外推在恢复440中获得的压力趋势来更精确的估计。这样的外推压力对应于已被获得且使得所述恢复可不确定地继续的压力。

地层迁移率(Κ/μ)₁、（地层渗透率与流体粘度的比率）也可以通过由恢复线440表示的恢复阶段来确定。由本领域技术人员已知的技术可以用于由恢复440期间的压力相对于时间的改变比率来估计地层迁移率。

附加地，或可替换地，图4b的曲线图的由阴影区域描述的且由附图标记425表示的区域可以用于预测地层迁移率。区域425由线421（所述线421自终止点450(表示估计的终止的地层压力P₄₅₀)水平延伸）、抽吸线420以及恢复线440来限定。区域425可以被确定且与地层迁移率的估计有关。具体地讲，对于流体接纳组件216（其允许作为位于井眼11(图1)的壁上的圆形孔口处理），已知地层迁移率(以达西/厘泊为单位)与上述的区域425(以大气压-秒为单位表示)成反比。比例常数与从地层抽取的流体体积(以cm³表示)直接相关，且是具有接近于单位(unity)的一个常数，所述单位说明了存在有限半径井眼，且反比于流体接纳探针的直径的两倍。使用这样一个公式时，假设被测试的地层渗透率是各向同性的，流动足够慢使得用于在多孔媒介中的流动的达西关系成立，流动的几何特性本质上是球状的且迁移率大于大约0.5毫达西/厘泊。在这些条件下，在使用这样的公式中的误差通常很小(小于很小的百分比)。

仍然参考图4b，勘查阶段的抽吸步骤或曲线420可以被分析用以确定随时间的压力降，用以确定压力痕迹的多种特性。由沿着抽吸曲线420的多个点取得的最佳拟合线412被描述为从起始点410处延伸。偏差点414可以沿着曲线420被确定，所述偏差点表示曲线420从最佳拟合线412达到规定的偏差δ₀的点。偏差点414可以用作来自地层的流体流动的起始(onset)的估计，就是说，在勘查阶段抽取期间，在所述点处来自地层的被测试的流体将沉积在井眼壁上的泥饼毁坏并进入工具。

偏差点414可以通过测试最近获得的压力点来确定，用以确定随着获得相继的压力数据是否它仍然在压力趋势上，所述压力趋势表示流动管路膨胀。偏差点414也可以通过计算在抽吸420期间记录的压力相对于时间的导数来确定。当导数改变(例如，下降)例如2-5%，在一个点处这个改变发生，所述点表示来自被采样的地层的流体流动的启动。如果需要，为了确认与膨胀管路的偏差代表来自地层的流动，进一步地先于实施测量阶段，可以执行小体积预测试用以核实泥饼裂口。

一旦确定偏差点414，抽吸将继续超过点414直到满足一些规定的终止标准。上述的标准可以基于压力、体积和/或时间。一旦满足了标准，抽吸将终止且到达一个终止点430。希望的是终止点430发生在给定的压力P₄₃₀处，该给定的压力P₄₃₀相对于图4b的对应于偏差点414的偏差压力P₄₁₄处于给定的压力范围ΔP之内。可选地，可以希望在偏差点414的确定之后在一个给定的时间段内终止所述抽吸。例如，如果偏差发生在时间t_d处，终止可被预设发生在由时间t₁，其中时间在时间t_d与时间t₁之间延伸，由T_D来表示，且被限制于最大的期间之内。用于终止所述预设的另一个标准是在识别偏差点414之后限制来自地层的体积下降。这个体积可以通过预测试室314a(图3)的体积改变来确定。体积的最大改变可以被规定为用于预测试的一个限制参数。

一个或多个限制标准、压力、时间和/或体积，可以单独或者结合使用用以确定终止点430。如果，例如，在高度可渗透地层的情况中，不能满足希望的标准，例如预确定的压力降，预测试的期间可以由一个或多个其它的标准进一步限定。

达到偏差点414之后，压力继续沿着曲线420下降直到在点430处膨胀终止。在这个点处，探针隔离阀321a被关闭和/或预测试活塞318a被停止，且勘查阶段恢复440开始。在流动管路中压力的恢复继续直到在点450处恢复的终止发生。

在恢复变得足够稳定处的压力通常作为地层压力的一个估计。恢复压力被监测，用以从恢复压力的逐渐稳定来提供用于估计地层压力的数据。尤其是，获得的信息可以用于设计随后的瞬态(transient)测量阶段，因而在测量阶段恢复结束时实现了地层压力的直接、稳定的测量(图4a)。

勘查阶段恢复不应所述在压力恢复到一定水平之前终止，在所述水平处来自流动管路解压的偏差被识别，即，图4b上由P₄₁₄表示的压力。在一个方法中，设定的时间界限可以用于恢复的期间T₁。T₁可以被设定成一些数值，例如，从地层流动时间T₀的2.5倍，或更大。在另一个方法中，压力标准的改变的时间速率可以用于限制恢复的期间T₁。例如，当在三个等间隔压力点(时间)上产生的压力改变在考虑到压力测量噪声之后小于两倍的压力传感器的分辨率，则恢复440可以被视为是稳定的。

可以用在勘查阶段中的第二种类型的抽吸在图5中示出。测量井眼流体或泥浆静水压力501且设定地层测试器。在设定工具之后，如图3中所示，预测试活塞318在激活点510处被激活以一个精确的、固定的速率抽吸流体，用以在希望的时间在抽吸514期间内实现规定压力降。希望的压力降(Δp)可以是相同的数量级，但小于在那个深度处的预期的过平衡(overbalance)（如果所述过平衡大约已知）。过平衡是泥浆静水压力与地层压力之间的压力差。可选地，希望的压力降(Δp)可以是一些数量(例如，300psi)，其大于流动起始压力的最大希望值，就是说，毁坏泥饼所需的压力差(例如，200psi)。实际的地层压力是否位于这个范围之内，对于本发明的方面来说是无关紧要的。因此，如下的描述假设地层压力不位于所述范围之内。

根据本发明的一个或多个方面，用以实现这个限定的压力降(Δp)的活塞抽吸率可以通过工具流动管路体积、希望的压力降(Δp)、抽吸514的期间、以及流动管路流体压缩率的估计的知识来确定。流动管路流体的压缩率可以通过在井下工具(如上文参考图3所讨论的)之内的直接测量来建立，或者可以通过以前获得的用于利用的特殊泥浆的修正、或由抽吸514的最初阶段斜率的分析来估计。

参考图5，根据本发明的一个或多个方面的一种执行勘查阶段的方法包括一个第二类型的抽吸，其包含在激活点510处启动一个抽吸并执行一个受控制的抽吸514。根据本发明的一些方面，活塞抽吸率被精确控制，因而压力降和压力改变速率被良好控制。但是，不是必须在低速率下实施预测试(活塞抽吸)。当达到规定的增量压力降(Δp)时，停止预测试活塞，且抽吸被终止516。然后允许压力在一个期间t_i ⁰内平衡517，其可以比抽吸期间t_pi更长，例如，t_i ⁰=at_pi，其中a是大于或等于2.5的数值(图5)。在压力被大体上平衡之后，在点520处的压力与在激活点510处在抽吸的启动处的压力相比较。然后做出是否重复所述循环的决定。用于决定的标准是，是否稳定的压力(例如，在点520处)以一定的数量不同于抽吸启动处的压力(例如，在激活点510处)，所述数量大体上与希望的压力降(Δp)一致。如果是这样，则重复这个流动管路膨胀循环。

为了重复所述流动管路膨胀循环，例如，重新激活预测试活塞且如所描述的重复抽吸循环。也就是说，预测试520、抽吸524的起始，通过与用于先前的循环、抽吸525的终止以及稳定530的大体上相同的速率和期间的精确的相同的量(Δp)。此外，比较520和530处的压力用以决定是否重复所述循环。如图5中所示，这些压力明显不同，且大体上与希望的在流动管路中由流体的膨胀引起的压力降(Δp)一致。因此，重复一次或多次所述循环，530-534-535-540和540-544-545-550。重复流动管路膨胀循环直到连续的稳定压力中的差别大体上小于施加的规定压力降(Δp)，例如图5中540和550所示。

在相继的稳定压力中的差别大体上小于施加的规定压力降(Δp)之后，流动管路膨胀-稳定循环可以多重复一次，如图5中550-554-555-560所示。如果550和560处的稳定压力大体一致，例如在小倍数的测试仪可重复性之内，两个数值中较大者被作为地层压力的第一估计。而且，本文描述的实例不限于执行多少个流动管路膨胀循环或步骤。此外，根据本发明的一些方面，在相继的稳定压力差别大体上小于施加/规定的压力差(Δp)之后，可选地重复所述循环一次或多次。

从流动管路流体膨胀到从地层流动的转变发生的点在5中的由500来识别。如果在550和560处的压力在分配的稳定时间结束时一致，则允许压力560继续建立和使用在前面部分中所述的程序用以终止恢复，从而获得更好的地层压力的第一估计，这是有利的。通过这个过程，做出决定用以或者继续勘查阶段或者执行测量阶段，564-568-569，用以获得地层压力570的最终估计，所述地层压力570在前面的部分中描述。完成570测量阶段之后，探针从井眼壁释放，且压力在一个时间段之内恢复到井筒压力574，并在581处达到稳定。

一旦在如图5所示的勘查阶段获得地层压力与地层迁移率的第一估计，获得的信息可以用于建立测量阶段预测试参数，所述参数将在分配的用于测试的时间内产生更精确的信息特征。

在另一个实例中，勘查阶段包括多个勘查阶段的组合，所述多个勘查阶段包括或类似于上文例如参看图4a、4b以及5描述的那些勘查阶段，但是其中在第一抽吸类型中的一个事件(例如，泥饼裂口探测)促使第二类型抽吸的执行。示例性的组合勘查方法600在图6中示出。通常，勘查方法600开始于一个抽吸或体积膨胀(框602)。压力被连续地监测(框603)，例如，实时地监测，以产生一条压力曲线(例如，图7的压力相对于时间的曲线)。最佳拟合线利用由压力曲线(框604)提供的数据来计算(例如，图11的最佳拟合线)。确定压力数据是否从最佳拟合线偏离了(框606)例如一个预定的因数。例如，如果数据点与最佳拟合线间隔开的距离大于3倍的数据或数据的一部分的标准偏差、例如压力数据上存在的噪声部分，则收集的数据点可以被认为是已经偏离的。此外，如果所述一个点引起压力相对于时间的导数改变，例如，如上所述的2-5%的减少，则这个点可以被认为是偏离的。通过确定压力数据与最佳拟合线偏离，指示了泥饼已经被毁坏且流体已经开始流动进入地层测试器中。

在确定压力抽吸曲线已经与最佳拟合线偏离之后，执行一个或多个小体积的预测试(框608)。换句话说，一旦在大体上连续的抽吸中基于与最佳拟合线的偏离探测到泥饼裂口，在预测试中使用的抽吸的类型改变为小体积类型的预测试。小体积预测试共同形成步进式的或增量式的抽吸。小体积预测试包括压力稳定步骤跟随其后的小体积流体的抽吸。用于小体积预测试的压力改变被监测(框610)(例如，图7的压力相对于时间的曲线)。如果在相继的小体积预测试之间的压力改变很大和/或是不一致的(框612)，则执行随后的小体积预测试(框608)。如果在相继的小体积预测试之间的压力改变很小和/或是一致的(框612)，则终止过程600(框614)。一致的压力改变或稳定的压力是这样的，其在希望的压力改变的某一因数或百分比之内，例如，0.3倍于希望的压力改变。希望的压力改变可以与如上描述的最佳拟合线的斜率相关。当在第二类型的抽吸期间、即在步进式的抽吸期间存在一致的压力变化时，则核实了泥饼的裂口。

图7-11说明了压力相对于时间的曲线，其产生于如本文所描述的实施示例性的组合抽吸勘查阶段预测试期间。图8、9和10呈现了当泥饼裂口被较差地由第一类型的抽吸探测到时的图7的方法的模拟，所述模拟用于特定的一组井眼、地层以及预测试参数。在图之间变化的单独的参数是地层迁移率，其中，用于构造图9的所述地层迁移率是图8的地层迁移率的5倍，图10的地层迁移率是图8的地层迁移率的十分之一。图11是图7的曲线的抽吸部分602的放大视图。

参考图6-11描述的组合预测试克服了参看图4a和4b所描述的第一预测试的缺点，以及参看图5所描述的关于第二预测试所需要的长时间的缺点。例如，当在井压力与实际的地层压力之间存在较大过平衡时，第一预测试和第二预测试具有多种限制。具体地讲，关于第一预测试，如上文描述的流动管路流体膨胀模型（其提供趋势，估计测量的流动管路压力与所述趋势的偏离）在较大过平衡时（和随之发生的较大膨胀体积)不再有效，从而需要更全面的流体膨胀模型。关于发生的实际泥饼裂口是否保留的不确定性仍然存在。关于第二类型的预测试，当存在较大过平衡时，在根据上文描述的希望的参数之内，需要用以获得一致压力改变或稳定压力的循环或步骤的数量增加，这直接地增加了需要用以执行勘查预测试的时间数量，所述预测试留下更少的时间和更少的机会用以执行成功的测量预测试。当结合两个预测试时，较不复杂的线性模型的第一预测试类型可以用于快速估计一个泥饼裂口，然后第二预测试类型核实所述泥饼实际上被毁坏，在更接近实际地层压力的压力处启动，这减小了在第二预测试中需要的用以核实泥饼裂口并估计实际的地层压力的循环的数量。

更详细地并参考图6和7，以预定义的体积极限v₁来执行组合勘查阶段600；并且用于执行所述抽吸(框602)的预测试速率q₁，其发生在，例如，两秒之后，或者在等于或大于需要用于预测试电机用以稳定所需要时间段之后。集合并检测压力数据(框603)，其包括在每一个压力点处(框604)计算拟合的一阶导数(压力趋势的斜率)，寻找斜率的中间值、最小值和最大值，并确定斜率的截止值，其位于中间值与最小值之间。连续的压力点定义了一条曲线，在截止值与最小值之间的斜率被找到，并执行线性最小二乘法拟合用以获得这些点的实际斜率。斜率再次用于拟合这些点用以移除具有较大交点值(指示的溢出值)，然后执行线性最小二乘法以获得最终的斜率605(图11)和交点值(未示出)。有了斜率和交点值，可以构建流动管路流体膨胀的线性模型(如上所述)或对数的(较大体积膨胀)模型。斜率605作为流动管路膨胀压力斜率被存储。

比较压力数据点与斜率605用以估计自斜率(框606)的偏差。例如，分析现在的(最近的)压力点用以确定是否所述点引起压力抽吸曲线自拟合的模型(例如，从斜率通过一个数据标准偏差的预定的因数605去除，例如，压力数据的噪声部分)偏离。如果所述点没有引起压力抽吸曲线子斜率605偏离，继续监测所述压力(框603)并分析随后的压力数据点。

如果所述点引起压力抽吸曲线从斜率605偏离，则假设泥饼被毁坏(例如，图11中的点1)，如上文所述。然后，根据本发明的一些方面，继续抽吸以一个预定Δ(delta)压力、一个体积或预定的小时间段(v₁/q₁)(例如，图11中的点2)。在预定了Δ压力或体积之后，分析随后的压力数据点关于它的位置相对于斜率605。如果随后的点引起压力抽吸曲线偏离，则核实了泥饼实际上被毁坏。否则，泥饼不被认为被毁坏，且继续随后的数据点的分析。可选地，在图11中一旦达到点2(在图7中的点730)，第一抽吸可以终止730且可以允许恢复732用以稳定716，使用与先前描述用于第一抽吸类型的标准相同的标准。为了确认泥浆裂口，可以随后执行具有预定参数的一个或多个小体积预测试718-720-722-724。在这个情况中，如果在716和724的压力差别很小，所述压力是例如，一些多个压力测量仪可重复性或压力测量仪噪声较大的那个，则泥饼裂口被认为已经被确认。

这些是补充验证，其可在第一类型的抽吸期间发生。但是，根据本发明的其它方面，这些补充验证可以省略，且泥饼裂口的第一探测(即，第一偏差)直接促进第二抽吸类型的开始，如本文所述。

对于上文所应用的关于第一抽吸类型的附加的、或者作为一种替换的线性算法，泥饼裂口可以使用对数拟合算法来确定。在下面的方程1中示出了一个示例性的对数拟合。

$p\left(t\right)=p_0-\frac{1}{c_m+\mathrm{\α}(p_0-p\left(t\right))}\ln (1+\frac{q(t-t_0)}{V_0})$    方程(1)

其中p(t)是进入流体接纳组件的进入点处在时间t处的压力，且q是预测试活塞速率。在方程1中，t₀、p₀和V₀由线性拟合来确定(在此使用来自线性拟合的中点)。两个参数，c_m和α，其模拟了一个流体，所述流体的压缩率是压力的线性方程，所述两个参数可以由方程1的最小二乘法拟合607至抽吸压力数据(图11)来获得。当压力曲线自拟合曲线607足够偏离时，泥饼被认为实际上已被毁坏，导致来自地层的流体流动的起始(例如图11中的点3)。

一旦使用如上描述的过程(或者单独具有第一偏差探测，或者与补充的探测组合)推论出泥饼已经被毁坏，则停止预测试抽吸且在一个有限的短时间段，t_s内监测恢复压力。然后开始第二抽吸类型，其包括小体积预测试(框608)的执行。预测试具有预定的参数，即，小的预测试体积极限v_s与低的预测试速率q_s。在预测试抽吸结束之后，允许通过用于恢复的预定时间t_s。将恢复的端点与抽吸的开始点之间的压力差别几率为Δp_s(框610)。例如，在图7中，存在第一抽吸702，在所述点处第二抽吸类型开始用于一个特定的压力降，直到抽吸终止704。然后压力向上在一个短时间段内恢复706，且读取第一恢复压力708。重复所述过程因而存在第二抽吸710用于一个特定的压力降，直到抽吸终止712。然后压力再次向上在一个短时间段内恢复714，且读取第二恢复压力716。确定第一恢复压力708与第二恢复压力716之间的差别用以计算Δp_s。

将压力改变与等于小体积预测试体积的代表流动管路流体体积的纯膨胀的压力改变相比较。这个压力改变可以由流动管路膨胀期间经历的压力改变速率、在流动管路膨胀执行处的速率、以及小体积预测试的体积的知识直接计算。如果压力改变不在预定的压力改变因数之内，例如，小于0.3倍，则执行随后的小体积预测试718-720-722-724，且重复随后的步骤直到压力改变位于希望的压力改变的预定的因数之内，在所述点处勘查阶段可以结束614。在图7中初级的顺序702-704-706-708-710-712-714-716说明了一种情况，其中泥饼没有被毁坏，但最终的抽吸接近于地层压力。在这种情况中在708和716处稳定的压力很接近，但差别，Δp_s，仍然很大。顺序702-704-706-708-710-712-714-718对应于这种情况，其中直接确认泥饼裂口。在这种情况中Δp_s非常小，且主要涉及压力测试系统的性能。

图12是一个示例性的方法的流程图，用以优化测试阶段。压力在希望的压力改变的预定因数之内改变，预测试将低于地层压力(即，泥饼将被毁坏)且可以开始测试阶段和优化950。执行另一个具有体积极限v_s和预测试速率q_s的小的预测试(一个勘查预测试)，且监测压力恢复(框952)用以确定压力恢复是否稳定，在预定暂停极限之前(框954)。在时间极限之内如果压力恢复不稳定(框954)，则所述过程估计迁移率(框955)且确定迁移率是否低，以及压力导数是否大(即，压力不稳定)(框956)。如果估计的迁移率低，且球状导数(spherical derivative)的计算显示出，恢复不稳定(框956)，则恢复继续(框958)直到缩回工具(框968)。

然而，如果压力恢复稳定(小的压力导数)和/或迁移率不低，计算这些数值(框960)且计算用于另一个预测试(测试预测试)的优化的预测试参数(框962)。优化的示例性的参数包括体积极限，v₂，以及预测试速率，q₂。优化的参数的计算考虑了基于勘查预测试的限制和涉及地层测试器操作的限制(框964)。这些限制用可能的大的抽吸确保了最终的恢复压力在有限的时间段中适当地足够接近于地层压力。如果不能获得优化的数值(框964)(存在优化的解决方案，其也满足所有限制)，基于优化的数值执行测量预测试(框966)。否则，勘查恢复将继续(框958)直到缩回工具(框968)。

此外，如果在恢复期间，压力导数足够小、且压力恢复的平滑度接近于所述恢复的噪声，则恢复被认为是稳定的，并且基于剩余的时间和剩余的体积(其中，例如，预测试具有预定参数，例如预定体积极限、预测试速率和/或预测试时间极限)执行另一个优化(框970)。如果能够找到优化结果，将执行第二测量预测试。

对于测量预测试950，在恢复结束时，预测试恢复压力p(T)，应所述在真实的地层压力p_f的希望的邻域δ之间，其中T表示从一个点处测量的时间段，在所述点处流动管路膨胀602首次在显示的地层压力，p₇₂₄，之下进行到测试的结束(图7)。这将在测量阶段预测试速率q₂和测量阶段抽吸时间的期间T₂上引起限制。为了说明的目的，假设q₂是常数。进一步地，T₁表示从与T相同的原点(origin)开始测量到测量阶段抽吸启动的时间段。如果在地层之内由地层测试器产生的压力干扰以同心球体的形式向外传播，则单位阶跃响应(unit step response)被认为是与互补误差函数(complementary error function)成比例。H(t|Λ)表示流体接纳组件-地层-流体系统的在时间t处的单位阶跃相应。Λ是速记符号用于参数的收集，所述参数描述这个系统模型，例如，Λ包括地层迁移率、地层多孔性、总地层压缩率、井眼尺寸、地层厚度、流体接纳组件相对于地层边界的位置、以及流体接纳组件的尺寸、在其它参数之中。地层压力与测试顺序末端处的流体接纳组件处的压力之间的压力差别可以在方程2中表述。

$\mathrm{\Δp}\left(T\right)=p_f-p\left(T\right)=q_2[H(T-T_1|\mathrm{\Λ})-H(T-T_1-T_2|\mathrm{\Λ})]+\underset{0}{\overset{T_1}{\∫}}q\left(x\right)H^{\′}(T-x|\mathrm{\Λ})\mathrm{dx}$   方程(2)

关于单位阶跃响应函数的开始部分(prime)表示出，将要采用相对于时间的导数。使用在勘查阶段期间获得的参数和被测试用以构成参数系列Λ的地层的知识，目标是关于q₂和T₂最小化Δρ(Τ)，满足方程3的条件。

Δp(T)≤δ     方程（3）

可行对{q₂，T₂}的收集必须满足除方程式(3)表示的条件之外的条件。尤其，预测试速率可能不比地层测试器能够递送的最大速率大，q_max，它也不能小于最低的操作速率，q_min。抽吸时间T₂可能不比在执行勘查阶段之后的可提供的时间长，实际中这意味着抽吸时间被限制到小于测量阶段可提供的时间的大约的三分之一。测量预测试速率的产品(product)和预测试的期间，其代表在测量阶段抽吸期间所抽取的体积，可能不比净预测试体积大，所述体积可在执行勘查阶段顺序，V_left之后提供。进一步地，在测量阶段预测试期间的最大压力降可以由可提供至地层测试器的功率，P_max、和/或地层的能力、以及它的包含的流体限制，用以经受压力降，由Δp_max表示。这些限制可以各自公式化如方程4-7所示。

0≤q_min≤q₂≤q_max     方程(4)

0≤T₂≤(T-T₁)/a，其中a≥2.5     方程(5)

0≤V_min≤q₂T₂≤V_left     方程(6)

$q_{2}H(t-T_I|\mathrm{\Λ})+\underset{0}{\overset{T_1}{\∫}}q\left(x\right)H^{\′}(t-x|\mathrm{\Λ})\mathrm{dx}-\mathrm{\Δ}{p}_{\max }\≤0$   方程(7)

T₁≤t≤T₁+T₂，且最大压力降可以由已知或先前取得的信息构建，例如，如方程8中所示。

$\mathrm{\Δ}{p}_{\max }=\min (\max (0,p_{f_1}+\mathrm{\Δ}{p}_{\mathrm{tool}}-p_w),p_{f_1}/b)$   方程(8)

在方程8中，p_f1是在勘查阶段期间估计的地层压力，Δp_tool表示能够被地层测试器经受的最大压力降，p_w是在流体接纳组件的位置处测量的井筒压力，以及b是大于或等于1的常数。在测量阶段期间消耗的功率不应所述超过提供至地层测试器的功率的条件，应所述类似地可公式化如方程9中所示。

   方程(9)

表示提供的最大功率，且所有其它符号具有如上分配的含义。通常地最小预测试体积，V_min，可以设定为零用以适合方程5，除非对于维持一个非零数值存在一些工具-相关的原因。

不是所有的限制都可以同时有效地限制测量阶段预测试参数{q₂，T₂}的可行区域。例如，对于具有中度的至高度的迁移率的地层，与地层测试器的操作参数有关的限制占主导，由方程4、6和9表示。另一方面，对于具有低迁移率的地层，由方程3、方程4和6施加的更低界限、以及由方程7施加的条件，是首要的。图13显示了用于低迁移率地层的可行区域。由剩余条件(remaining condition)所定义的边界在图13中表示的轴的范围之外。

在一定的假设之下，最优化问题可以通过联系T₂上的边界至q₂的方程而被简化，因而产生一维优化问题。这样的公式可以在多种情况中具有优势，在所述情况中地层测试器限制井下处理能力。这样的简化不是本发明的实质，因此将不再详述。

提供用于解决上述描述最小化问题的用于确定测量阶段预测试参数的方法是众所周知的。一个通常的方法寻求最小化目标函数，其已经被适当地增加用以解决有效约束的影响。适用于确定测量阶段预测试参数的一个这样形式的修改目标函数在方程10中示出。

$J(q_2,T_2)=[\mathrm{\α}{\left(\frac{\mathrm{\Δp}\left(T\right)}{\mathrm{\δ}}\right)}^2+(1-\mathrm{\α}){(1-\frac{\mathrm{\Δp}(T_1+T_2)}{\mathrm{\Δ}{p}_{\max }})}^2]+\mathrm{\β}\·{(1-\frac{q_2{T}_2}{V_{\max }})}^2$   方程(10)

其中

$\mathrm{\α}=\frac{1}{2}(1-\tanh \left(\frac{4}{3}{\log }_{10}\left(\frac{2}{3}\frac{K}{\mathrm{\μ}}\right)\right))$

V_max是满足所有限制的最大可能体积，且Κ/μ是地层迁移率。

在测量预测试优化目标方程中的第一项表示其目的是最小化流体接纳组件入口与恢复结束时的地层压力之间的压力差别。然而，当压力差别足够小，所述项并没有意义地影响整体目标。例如，当可能在恢复结束时存在着0.01与0.05psi压力差的差别时。

第二项表示其目的是在设置的压力降的约束之内尽可能大地激励压力降，就是说，用以最大化抽吸速率，q₂。在大的迁移率情况中，此项具有大的重量，但是对于低的迁移率情况，此项将具有比第一项更小的重量。

第三项表示应所述使用提供的和可能的尽可能多的预测试体积，其适于在测试的末端实现压力目标。同样，当体积大时(接近于最大可能体积)，归因于小体积差异的效果应该是小的，例如，应该存在非实质的差异用以在10.5cc体积极限或10.8cc体积极限处运行。

本文描述了在井下环境中执行地层流体抽吸的示例性的方法和仪器。示例性的方法可以用在勘查阶段和预测试的测量阶段的一个或多个中，用以确定和/或核实泥饼裂口或流体流动，用以规定所述预测试的另一个部分的操作参数，用以确定地层特性和/或用以优化测量或预测试。

一个示例性的方法包括：使一个地层测试工具的样品探针或流体连通装置接触一个井眼壁，以及执行第一类型的抽吸用以吸取流体进入到样品探针。所述方法还包括在第一类型的抽吸期间探测井眼壁上的泥饼的裂口，以及响应于探测到泥饼的裂口，执行一个第二类型的抽吸用以吸取流体进入到样品探针中。第二类型的抽吸不同于第一类型的抽吸。所述方法进一步包括在第二类型的抽吸执行期间，确认井眼的壁上的泥饼的裂口。

根据本发明的一个方面，第一类型的抽吸基于大体上连续的体积膨胀，第二类型的抽吸基于步进式的体积膨胀。此外，泥饼裂口的探测包括收集有关流体的压力数据，以及分析所述压力数据用以探测所述泥饼的裂口。所述压力数据的所述分析，在这个实例中，包括比较收集的压力的第一部分与收集的压力数据的第二部分的特征，其中所述第一部分在所述第二部分之后收集。所述第二部分的所述特征可以包括随时间变化的压力有关的斜率或最佳-拟合线中的至少一个。而且，根据本发明的一个方面，所述第一部分与所述第二部分的特征的比较包括确定所述第一部分偏离所述斜率或所述最佳拟合线的量。所述方法可以进一步包括确定所述第二部分的标准偏差，且所述数量的确定包括确定偏离于所述标准偏差的差别，通过所述数量所述第一部分偏离于所述斜率或所述最佳拟合线。所述差别可以是所述标准偏差的一个因数，并且所述差别可以大于一个预定极限。此外，泥饼裂口的确定可以包括在所述第一部分与所述特性之间探测一个差别。

根据本发明的一个方面，所述第二类型的抽吸的执行包括多个增量式的或步进式的体积膨胀，所述体积膨胀包括一个第一次级体积膨胀、一个第一初级压力恢复、一个第二次级体积膨胀以及一个第二初级压力恢复。所述泥饼的所述裂口的确认或核实是基于所述第一初级压力恢复与所述第二初级压力恢复之间的差别。此外，一个地层特性(例如，一个地层压力或迁移率)的确定可以是基于所述第一初级压力恢复或所述第二处理压力恢复中的一个或多个。例如，地层特性可以是基于所述第一初级压力恢复与所述第二初级压力恢复的较大者的一个地层压力。

根据本发明的一个方面，地层特性用于规定一个测试参数，例如，时间、体积或流动速率。所述测试可以包括一个测量阶段，其包含一个第三抽吸。所述测量阶段可以在所述第二类型的抽吸期间开始于所述泥饼的裂口的确认或核实。

本文描述的用于在井下环境中执行一个地层流体抽吸的一个示例性的仪器包括一个地层测试工具，其具有一个样品探针或其它的流体连通装置，以及一个处理单元用以通过所述地层测试工具控制执行一个地层测试。所述处理单元处理由所述地层测试工具收集的压力数据用以在一个第一类型的抽吸执行期间在一个井眼中识别一个泥饼层的一个裂口。所述示例性的处理单元也根据所述泥饼层的所述裂口的识别而促使所述地层测试工具执行一个第二类型的抽吸。如上文所述，所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸。此外，所述处理单元处理由所述地层测试工具收集的压力数据用以在此第二类型的抽吸执行期间在此井眼中确认所述泥饼层的所述裂口。根据本发明的一个方面，所述处理单元也促使地层测试工具根据所述泥饼层的所述裂口的确认来执行一个第三类型的抽吸。所述示例性的处理单元也能够且被配置为执行任意本文描述的其它的方法，或它们的部分。

如上文所述，公开的测试程序在钻井操作期间测量地层压力，通过将井筒壁与钻井组件的一部分机械啮合以及执行一个压力测试。井下环境和操作条件的很多特性受到挑战，包括在测试深度处的地层的特性，所述测试深度决定测试的结果不被知晓，且可以在很小的距离上大体变化；包括存在(非常)有限的与地面(操作者)的双向连通；包括允许用于钻井组件用以保持静止的时间非常短；以及在钻孔机的部分上存在非常小的用于非生产时间的公差，包括重复尝试用以获得希望的信息。为了增加在这些条件下成功的可能性，本文描述的所述工具自律地操作且如上描述的测试顺序可以，首先，取得关于所述地层特性(所述勘查阶段)的大约但是有效的信息，且然后使用这个信息来构件和执行测试顺序，所述测试顺序将在给定的时间限制下导致需要的精确地层信息(所述测量阶段)被获得。在所述处理中的每一个阶段都是及时和稳健的，且精确地确定何时所述工具与所述地层形成积极的液压连通(positive hydraulic communication)，即，何时所述泥饼已经被毁坏且地层流体正在流动或已经流动进入到所述井下工具中。上文描述的所述处理包含一个勘查阶段，可以在泥饼裂口的探测中相对迅速地和/或稳健地执行所述勘查阶段，其中在泥饼裂口处所述压力有干扰、所述地层迁移率低和/或所述过平衡大。根据本发明的一个方面，获得用于地层参数的最佳值，且迅速地执行在勘查阶段中实施的辅助测量，与稳健的探测所述泥饼裂口相一致，因此用于测量阶段的提供的时间要尽可能大。

而且，本文描述的仪器和处理可以管理提供的时间用以在钻井条件下实现有效的测量，如上文所述，所述时间是短的，即，几分钟时间的问题，并且配置了井下工具与地表之间的非常有限提供的、由传统的泥浆脉冲遥感勘测提供的双向遥感勘率。特别地，本发明的仪器与过程包括工具操作顺序，就是说，首先，在自律的形式足够智能的操作所述地层测试器用以实现一个有效的压力测量，具有极少的关于条件的现有信息，在此条件下执行所述测试，以及其次，用以有效地执行这个顺序，并且具有高的成功率。本文描述的自律的顺序探测是否液压连通已经在测试的地层与井下工具之间建立，且获得与地层的能力有关的信息用以对一个施加的干扰进行反应，即，与静态地层压力和地层迁移率有关的信息。有了这个信息和一个地层测试器系统的模型，可以通过算法在井下工具之内设计一个测试顺序，用以在分配的用于测试的时间内实现测试目的。

本文还描述了一个系统，其用于在井下环境中执行地层流体的一个抽吸。所述示例性的系统包括一个电缆或钻柱以及耦合到所述电缆或所述钻柱的一个地层测试工具。在这个实例中的所述地层测试工具包括本文描述的任意或全部的仪器特征，且能够和/或配置为执行本文描述的任意方法。

在所有上文所述和附图中，本领域技术人员将认识到本发明介绍了一种方法，包括执行一个地层流体的抽吸，其包括用一个延伸进入地下地层的井眼壁接触一个地层测试工具的流体连通装置；执行第一类型的抽吸用以吸取流体进入所述流体连通装置中；在第一类型抽吸的执行期间在井眼壁上探测一个泥饼裂口；根据所述泥饼裂口的探测执行一个第二类型的抽吸用以吸取流体进入所述流体连通装置中；其中，所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸；以及在所述第二类型的抽吸期间在井眼壁上确认所述泥饼裂口。所述第一和第二类型的抽吸中的一个可以是基于大体上连续的体积膨胀。所述第一和第二类型的抽吸中的一个可以是基于增量的体积膨胀。例如，所述第一和第二类型的抽吸中的一个可以是基于大体上连续的体积膨胀，且所述第一和第二抽吸中的另一个可以是基于一个增量体积膨胀。所述泥饼的所述裂口的探测包括收集有关流体的压力数据，以及分析所述压力数据用以探测所述泥饼的裂口。分析所述压力数据可以包含比较收集的压力的第一部分与收集的压力数据的第二部分的一个特性，其中所述第一部分在所述第二部分之后收集。所述第二部分的所述特性可以包含随时间-变化的压力有关的斜率或最佳-拟合线中的至少一个。比较所述第一部分与所述第二部分的特性可以包含确定一个数量，通过所述数量所述第一部分偏离于所述斜率或所述最佳拟合线。所述方法可以进一步包含确定与所述第二部分有关的一个标准偏差，其中确定所述数量，通过所述数量所述第一部分偏离于所述斜率或所述最佳拟合线，可以包括确定偏离于所述标准偏差的差别。所述差别可以是所述标准偏差的一个因数。所述偏差可以大于一个预定的极限。确定所述泥饼裂口可以包括在所述第一部分与所述特性之间探测一个差别。所述方法可以进一步包含在所述第二类型的抽吸期间根据所述泥饼的所述裂口的组合，执行一个第三抽吸。所述第二类型的抽吸的执行可以包括多个或步进式的体积膨胀，所述体积膨胀包括一个第一次级体积膨胀、一个第一初级压力恢复、一个第二次级体积膨胀以及一个第二初级压力恢复。所述泥饼的所述裂口的确认可以是基于所述第一初级压力恢复与所述第二初级压力恢复之间的差别。所述方法可以进一步包含基于所述第一初级压力恢复或所述第二初级压力恢复的一个或多个来确定一个地层特性。所述地层特性可以是基于所述第一初级压力恢复与所述第二初级压力恢复的较大者的一个地层压力。所述地层特性可以是地层压力或迁移率中的一个或多个。所述方法可以进一步包含使用所述地层特性来规定一个测试参数。所述测试参数可以是时间、体积或流量速率中的一个或多个。所述方法可以进一步包括使用所述测试参数来定义所述工具的一个随后的操作顺序。所述工具可以通过一个电缆或一个钻柱输送。所述流体连通装置可以包括一个样品探针。

本发明还介绍了一种仪器，其包括一个装置，其配置为在延伸进入地下地层的井眼中用于运输，其中一个泥饼层存在于所述井眼的一个壁上，所述装置包括一个地层测试工具，所述工具包括一个流体连通装置且配置为收集压力数据；以及一个处理单元，其配置为在一个第一类型的抽吸执行期间，基于在所述第一类型的抽吸执行期间由所述地层测试工具收集的压力数据，用以识别所述泥饼层的一个裂口；根据所述泥饼层的所述裂口的识别，促使所述地层测试工具执行一个第二类型的抽吸，其中所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸；以及在所述第二类型的抽吸期间，基于在所述第二类型的抽吸执行期间由所述地层测试工具收集的压力数据，来确认所述泥饼层的所述裂口。所述第一类型的抽吸可以大体上是连续的体积膨胀。所述第二类型的抽吸可以是增量的体积膨胀。所述处理单元可以被配置为，根据所述泥饼层的所述裂口的确认，促使所述地层测试执行一个第三类型的抽吸。所述处理单元可以被配置为使用来自所述第二类型的抽吸的数据估计一个地层特性。所述地层特性可以是地层压力。所述处理单元可以被配置为使用所述地层特性确定一个测试参数。所述处理单元可以被配置为，为压力数据随时间变化的第一部分确定一个斜率或一个最佳拟合线，以及当所述压力数据的一个第二部分偏离于所述压力数据的所述第一部分的所述斜率或所述最佳拟合线时，确定所述泥饼的所述裂口。所述流体连通装置可以包括一个样品探针。

本发明还介绍了一种系统，其配置为在井下环境中执行地层流体的一个抽吸，所述系统包括一个电缆或一个钻柱；以及耦合到所述电缆或所述钻柱的一个地层测试工具，所述地层测量工具包括一个流体连通装置，其配置为接触一个井眼壁且运输地层流体；以及一个地层测试单元，其配置为通过所述地层测试工具控制执行一个地层测试，其中所述处理单元配置为处理由所述地层测试工具收集的压力数据用以在一个第一类型的抽吸期间在所述井眼壁上识别所述泥饼层的一个裂口；根据所述泥饼层的所述裂口的识别促使所述地层测试工具执行一个第二类型的抽吸，其中所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸；以及由所述地层测试工具收集的处理压力数据用以在所述第二类型的抽吸的执行期间在井眼中确认所述泥饼层的所述裂口。所述第一类型的抽吸可以大体上是连续的体积膨胀。所述第二类型的抽吸可以是增量的体积膨胀。

本发明还介绍了一种方法，包括在一个穿透一个地下地层的井眼中运输一个地层测试工具；用所述地层测试工具的一个流体连通装置接触所述井眼的一个壁；执行一个第一类型的抽吸用以通过所述流体连通装置吸取流体进入地层测试工具中，同时收集有关所述流体的压力数据；确定所述收集的压力数据的一个压力趋势；探测所述收集的压力数据的一个第二部分子所述压力趋势的一个偏差；以及根据探测的所述偏差执行一个第二类型的抽吸用以通过所述流体连通装置吸取流体进入所述地层测试工具中；其中所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸。所述方法可以进一步包括在所述第二类型的抽吸执行期间在所述井眼壁上探测一个泥饼的一个裂口，以及根据所述泥饼的所述裂口的探测，执行一个第三类型的抽吸用以吸取流体进入到地层测试工具中。所述方面可以进一步包括探测一个通过所述井眼壁的流体的流动；以及根据探测的通过所述井眼壁的所述流体的流动，执行一个第三类型的抽吸用以通过所述连通抽取流体进入所述地层样品探针中。

尽管在本发明中已经描述了许多实例，但任何部分、或所有部分、或任何实例可以自本文描述的任何其它部分或整个或任何实例而结合、重排、结合或分离。

以上概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本公开的各个方面。本领域技术人员应当理解，它们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改其它过程和结构以实现相同的目的和/或实现本文所介绍实施例的相同的优点。本领域技术人员还应当认识到，这种等同构造并不脱离本发明的精神和范围，且它们可以在此作出各种改变、替换和变化而不脱离本发明的精神和范围。因此，尽管某些示例性的方法、装置和制造品被本文所描述，但本专利的覆盖范围并不局限于此。相反，本专利覆盖落入所附权利要求书范围之内的，无论是字面上或者在等同原则下的，所有方法、装置和制造品。

在本发明的底部提供的摘要是用来满足37C.F.R.§1.72(b)以使读者迅速地弄清本技术发明的性质。提交它应当理解，它不会用来解释或限制权利要求书的范围或含义。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

执行地层流体的抽吸，其包括：

使地层测试工具的流体连通装置接触延伸进入地下地层的井眼的壁；

执行第一类型的抽吸，以吸取流体进入所述流体连通装置中；

在第一类型的抽吸的执行期间，探测井眼壁上的泥饼裂口；

响应于探测到所述泥饼裂口，执行第二类型的抽吸，以吸取流体进入所述流体连通装置中，其中，所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸；以及

在所述第二类型的抽吸执行期间，确认井眼壁上的所述泥饼裂口。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二类型的抽吸中的一个基于大体上连续的体积膨胀，所述第一和第二抽吸中的另一个基于增量式体积膨胀。

3.根据权利要求1所述的方法，其中探测所述泥饼裂口包括：

收集与所述流体有关的压力数据；以及

分析所述压力数据，以探测所述泥饼裂口。

4.根据权利要求3所述的方法，其中分析所述压力数据包括：将所述收集到的压力数据的第一部分与所述收集到的压力数据的第二部分的特征进行比较，其中所述第一部分在所述第二部分之后收集。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二部分的所述特征包括与随时间变化的压力有关的斜率或最佳拟合线中的至少一个，且其中将所述第一部分与所述第二部分的特征进行比较包括确定所述第一部分偏离所述斜率或所述最佳拟合线的量。

6.根据权利要求3所述的方法，其中确定所述泥饼裂口包括探测所述第一部分与所述特征之间的差别。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：响应于在第二类型的抽吸期间所述泥饼裂口的确认，执行第三抽吸。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二类型的抽吸的执行包括多个步进式的体积膨胀，包括：第一次级体积膨胀、第一初级压力恢复、第二次级体积膨胀以及第二初级压力恢复；以及

所述泥饼裂口的确认基于在所述第一初级压力恢复与所述第二初级压力恢复之间的差别。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二类型的抽吸的执行包括多个步进式的体积膨胀，包括：第一次级体积膨胀、第一初级压力恢复、第二次级体积膨胀以及第二初级压力恢复，且其中所述方法进一步包括基于所述第一初级压力恢复与所述第二初级压力恢复中的较大者来确定地层压力。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二类型的抽吸的执行包括多个步进式的体积膨胀，包括：第一次级体积膨胀、第一初级压力恢复、第二次级体积膨胀以及第二初级压力恢复，且其中所述方法进一步包括：

基于所述第一初级压力恢复或所述第二初级压力恢复中的一个或多个来确定地层压力或迁移率；

使用所述地层压力或迁移率指定测试参数；以及

使用所述测试参数限定所述地层测试工具的随后的操作序列。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述地层测试工具配置为用于在所述井眼之内通过电缆或钻柱来传送，且所述流体连通装置包括样品探针。

12.一种仪器，包括：

被配置为在延伸进入地下地层的井眼中传送的装置，其中，泥饼层存在于所述井眼的壁上，所述装置包括：

地层测试工具，其包括流体连通装置且配置为能收集压力数据；以及

处理单元，其配置为：

基于在第一类型的抽吸的执行期间由所述地层测试工具收集的压力数据，在所述第一类型的抽吸的执行期间识别所述泥饼层的裂口；

响应于对所述泥饼层的所述裂口的识别，使所述地层测试工具执行第二类型的抽吸，其中，所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸；以及

基于在所述第二类型的抽吸的执行期间由所述地层测试工具收集的压力数据，在所述第二类型的抽吸的执行期间确认所述泥饼层的裂口。

13.根据权利要求12所述的仪器，其中所述第一和第二类型的抽吸中的一个基于大体上连续的体积膨胀，所述第一和第二类型的抽吸中的另一个基于增量式体积膨胀。

14.根据权利要求12所述的仪器，其中所述处理单元进一步被配置为：能响应于对所述泥饼层的裂口的确认，使所述地层测试工具执行第三类型的抽吸。

15.根据权利要求12所述的仪器，其中所述处理单元进一步被配置为：

基于来自所述第二类型的抽吸的数据，估计地层压力；以及

基于所述地层压力确定测试参数。

16.根据权利要求12所述的仪器，其中所述处理单元配置为：确定所收集的随时间变化的压力数据的第一部分的斜率或最佳拟合曲线，其中，当所述压力数据的第二部分偏离所述压力数据的所述第一部分的所述斜率或所述最佳拟合曲线时，识别出所述泥饼裂口。

17.根据权利要求12所述的仪器，其中所述仪器配置为用于在所述井眼中通过电缆或钻柱来传送，其中，所述流体连通装置包括样品探针。

18.一种方法，包括：

在穿入地下地层的井眼中传送地层测试工具；

使所述地层测试工具的流体连通装置接触所述井眼的壁；

执行第一类型的抽吸，以通过所述流体连通装置吸取流体进入所述地层测试工具中，同时收集与所述流体有关的压力数据；

确定所收集的压力数据的压力趋势；

探测所收集的压力数据的第二部分与所述压力趋势的偏差；以及

响应于探测到所述偏差，执行第二类型的抽吸，以通过所述流体连通装置吸取流体进入所述地层测试工具中，其中所述第二类型的抽吸不同于所述第一类型的抽吸。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

在第二类型的抽吸的执行期间探测井眼壁上的泥饼层的裂口；以及

响应于探测到所述泥饼层的裂口，执行第三类型的抽吸，以通过所述流体连通装置吸取流体进入所述地层测试工具中。

20.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

探测通过所述井眼壁的流体流动；以及

响应于探测到通过所述井眼壁的流体流动，执行第三类型的抽吸，以通过所述流体连通装置抽取流体进入所述地层测试工具中。

Images