CN104081001B - 化石识别装置、系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化石识别装置、系统和方法。在一些实施例中,一种装置和系统、以及一种方法和制品可用于从具有包括流体的视野的成像设备获取流体图像信息,该流体图像信息包括化石图像信息。附加活动可包括处理该化石图像信息以将该流体中的化石类型标识成使这些化石类型与从中获得该流体的地层相关联的数据、基于该数据和与第二井眼相关联的偏移记录来确定第一井眼在该地层中的位置、以及结合该位置的指示公布该数据。公开了附加装置、系统和方法。
Description
技术领域
本发明涉及化石识别装置、系统和方法。
背景技术
微体化石是单细胞和多细胞微生物的化石残骸和宏体生物的离解元素和骸骨碎片。它们包括有孔虫类、介形类、石灰质鞭毛虫类、硅藻类、放射虫类和沟鞭藻类等的化石类型。这些化石可在地质地层的很多层面中找到。
生物地层学在构建碳氢勘探的地质模型方面和测试这些模型的钻探操作方面可以是有用的。通过理解地质地层的构和特性,用于油气勘探的钻井费用可降低。出于此目的,当包括微体化石的化石出现在从井下钻探和清理操作带出的钻屑中时,它们被手动地检查。然而,这些目前的检查方法易发生人为误差,并且尤其在垂直的勘探井中有时难以确定钻屑/化石的源头。
附图说明
图1是说明根据本发明的各个实施例的若干种方法的流程图。
图2A和2B是根据本发明的各个实施例的装置和系统的框图。
图3说明根据本发明的各个实施例的提供与偏移记录一致(coordinate with)的数据的化石。
图4说明本发明的钢缆系统实施例。
图5说明本发明的钻机系统实施例。
图6是根据本发明的各个实施例的说明若干种附加方法的流程图。
图7是根据本发明的各个实施例的制品的框图。
具体实施方式
微体化石和纳米化石用作目前由人类解释的地层指标。出于本文档的目的,微体化石测量为直径约1-1000微米,并且纳米化石测量为直径约1-1000纳米。下文中,术语“化石”将用来意指微体化石和纳米化石两者。因此,化石目前由古生物学者在地面上通过使用显微镜观察从井下带到地面上的钻屑来检查。
为了解决上述挑战以及其他挑战中的一些挑战,描述了用于自动标识在已知深度采集的地层流体样本中的化石的装置、系统和方法。该机构有助于对地层特性和结构进行准确的确定,有可能缓解雇用古生物学者的需要。如果期望确认由位于井下的化石标识机构作出的发现,那么图像可经由高速遥测传送到地面,并发送给专家进行检查。图像还可在地面上用更强大的计算系统处理以标识发送到地面的图像中的化石。另外,开发出的信息有时可用来经由实时生物导向来调整钻探操作。
一些实施例将其化石标识输出(即,化石类型标识)与井下流体标识系统的输出相组合。以此方式,特定流体样本中的化石可被标识以获得关于来自正被采集的该流体的地层特性的具体信息。
图1是说明根据本发明的各个实施例的若干种方法111的流程图。在一些实施例中,方法111在框121处开始于抑或通过使用线缆、抑或作为随钻测井(LWD)钻杆的一部分,将地层流体抽到采样工具中,
在框125处,为了增强化石标识,可将染料与流体样本混合。该染料可被配制成粘附到碳酸钙和/或通常在化石中找到的其他成份或者与碳酸钙和/或通常在化石中找到的其他成份相互作用。该染料增强可用来辅助搜索特定颜色的化石图像信息的算法,以更好地定义要在图像中标识出的特定化石微粒的范围。
在框129,可在样本之间用类似水的清洁流体或存储在井下工具内部的清理油,来冲洗流体容器中的观测窗,或者就简单地保持观测窗不变并用下一流体或泥浆样本来冲洗。
在框133处,该流体流过由两个透光窗形成的薄观测容器。在样本流过样本窗的同时,配备有数字相机的光学显微镜可用来将悬浮在流体中的微粒图像记录成流体图像信息。采样可被暂停以允许相机以期望间隔采集静态图像,或者如果相机能够迅速搜集图像,那么连续流可发生。
为了搜寻流体中的各种大小的化石,显微镜可改变其放大率,通过调整透镜变焦、改换透镜或使用具有不同变焦值的另一相机,确保观测到较大化石和较小化石。显微镜还可由处理器导向为光学和/或数字地放大微粒以获得对化石的形状的更好定义、改善标识。多种显微镜或可变透镜可用来改变变焦水平。包括具有有色窗的板的多种样本板也可与多种显微镜以任何组合的方式联用。诸如可从德克萨斯州休斯敦市的Rebellion Photonics有限责任公司获得的ArrowTM高光谱成像摄像机之类的光谱相机可用来寻找流体中的碳酸钙以帮助标识在图像中哪里很有可能找到化石。
可以视频甚至帧格式来提供图像。在框137处,流体图像信息被发送给执行处理流体图像信息的识别程序的处理器,以将通常是数字形式的图像中的物体搜索和识别为各种化石类型。
用于化石识别的算法可从尤其用于指纹标识或面部识别的那些算法改编而来。这些算法包括与由可从伊利诺斯州维拉帕克市的MIS股份有限公司获得的PAX-it图像管理和分析软件和可从Split Engineering有限责任公司获得的Split-自动化数字图像分析系统以及可从马里兰州贝塞斯达市的Genex Technologies股份有限公司获得的SureMatch 3D面部识别软件套装提供的那些算法相似或相同。可基于技术需求和期望的灵活性来使用其他软件和处理指令。
位于井下的存储器可用来存储对在图像匹配期间识别算法应使用什么来搜索的表示。例如,各种类型的微体化石(包括底栖有孔虫、浮游有孔虫、石灰纳米化石、孢粉型和可光学标识的其他微粒)的图像形式可用来指示已经从中提取特定流体样本的地层。
在框141处,该结果存储为存储器中的化石图像信息并且/或者作为由在流体中观测出的已确定化石类型组成的标识来传送。如果化石识别工具发现流体内的期望化石类型或组合化石群,可自动存储包含某些化石的流体。
处理器还可被训练成忽略不感兴趣的微粒,诸如沙粒。可添加染料以区别沙子、页岩、和类似重晶石的泥浆微粒,以更容易地从化石检测器处理中排除。检测器还可用来记录观测出的各种非化石微粒的类型和大小,按需将结果存储在存储器中。所观测出的微粒的密度和大小还可以是地层能力(competency)的指示符并可被记录和存储在存储器中,并且/或者实时地传送到地面。
在框145处,现有地球模型可用深度、含量、和已被标识出的化石类型的标识来更新。
在框149处,可实现生物导向过程的第一部分。换言之,基于已知的化石地层记录,选出的化石类型的存在或不存在可用来确定是否应作出钻头方向的改变。
在框153处,可实现生物导向过程的第二部分。在此,经由人类干预、或经由闭环控制来作出方向的改变,以命令钻头进行规定形成继续或去往不同方向,从而达到地质地层中的期望位置。与生物层模型耦合的此类地质信息可位于井下化石计算机中的本地存储器中。该导向计算机,可基于导向组件的限制和来自其他井的可能的偏移数据,来计算并随后执行最优路径,从而基于来自化石分析的结果优化到期望目标的位置的改变的新路径。可实现附加实施例。
例如,图2A和2B是根据本发明的各个实施例的装置200和系统264的框图。现在转向图2A,可看到来自地层样本的地层流体204受双向泵的吸取力经由样本管208进入装置200。如果期望的话,适当的阀门216被打开,从而酸、染料、和/或染色剂可被注入到流体中以溶解碳酸盐,或帮助增强由相机220提供的微粒辨别。
取决于活塞在泵212中行进的方向,双向泵212允许使用致动阀216来从地层中拉起流体204。传输微粒物质的流体204中的一些或全部流体导向至一个或更多个相机模块224。诸如伺服发动机之类的发动机可用来调整相机220的深度和焦距以及变焦。这些相机还可包括定焦单元,且焦深配置成包括与流体接触的窗228的面。在一些实施例中,窗228由抛光蓝宝石制成,包括具有非常高硬度并将不容易划伤或削去的合成蓝宝石。玻璃、矿物(包括石英)和其他透光材料也可用来制造窗228。
相机220可保持干燥或浸没在充油的腔室内(如图2A所示)以平衡压力。相机220可具有不同放大率水平。例如,微型相机可用来对微体化石成像,而具有比微型相机大约1000倍的放大率水平的纳米相机可用来对纳米化石成像。复合透镜可用来在单个相机220中提供这两种放大率水平,包括两种水平之间的一种或更多种中间放大率。独立相机220可提供冗余度和附加图像处理速度。数字相机本身还可通过改变像素大小来利用数字变焦以处理图像或观察物体。
在许多实施例中,相机220使用配置成观测窗表面的绝大部分的透镜234。然而,在许多实施例中(未示出),相机220可与观测窗228的中心偏移,并且可用致动器来使窗228和压缩活塞244旋转,允许在更宽的观测区域上拍摄多幅图像。
光源232可用来围绕相机透镜234。高强度发光二极管(LED)可用来构造源232以及白炽光等。如果频谱成像被使用,那么光源可被选成与碳酸钙相互作用以增强观察区域中的化石的成像位置。
相机220可使用充电耦合设备(CDD)阵列来拍摄流体204的静态和视频图像。CDD阵列检测出各种各样的波长,并且诸如多变量光学元件(MOE)阵列(与US20100245096中描述的MOE相似或相同,其全体内容通过引用结合于此)之类的滤波器(未示出)或薄膜滤波器可被置于光学路径中以筛选出不想要的能量带。
当充足的流体204以从地层泵出以填充容器腔室时,可获取图像。泵或发动机240可被激活成使活塞244移动朝着窗228的后方(即,面向流体样本的窗228那侧)移动。与窗228接合的活塞面可以是任何合适颜色的并且/或者被制成反光的以辅助图像获取和化石检测。该颜色和/或反射性水平取决于使用的染料或染色剂类型(若任一者被使用的话)。
活塞244朝着窗228移动的那面还可用诸如橡胶之类的适应性材料涂覆,该适用材料配制成在保持微粒紧密抵靠窗228以稳固微粒用于被相机220成像的同时不会压碎流体204中的微粒。因此,该适应性水平是使得流体204中的微粒被保持为接近窗228的后侧,辅助获取详细的图像。反馈可用来调整由活塞244施加在流体样本上的压力水平。
现在转向图2B,可看到用于实现化石标识的装置200可采取各种形式。在该情形中,装置200可附接到诸如井眼212中的钻环202之类的外壳。装置200可包括用于抽取地层流体的可伸缩采样探头203,探头203与支承板连同相机、致动器、控制器和执行指令以获取流体图像信息并处理(包括在流体图像信息中的)化石图像信息以识别化石类型的处理器相耦合。存储器包括在装置200中以存储用于匹配操作(以标识流体图像信息中的化石类型的)的图像数据库以及识别操作结果。
因此,装置200可包括附加处理器230、存储器250和获取逻辑240。为了辅助图像处理,并行的处理方法也可被使用,其使用多个处理器模块或多核处理器和存储器模块来加速来自相机的静态和/或移动图像的处理以标识包括化石和化石类型的微粒。装置200还可包括井眼导向控制模块236以及遥测模块238,井眼导向控制模块236有可能控制位于钻头上方的旋转可导向工具来实现生物导向。信号和数据按需流出并流出装置200,支持图像获取/处理操作,以及生物导向,并将信息传送到地面266。
作为包括一个或更多个装置200的系统264的一部分,数据处理设施256可存在于地面266上。设施256可用来执行已在前文中描述的由装置200进行的处理中的一些或全部处理。设施256可包括遥测接收机、处理器、和存储可用来实现化石识别活动以及生物导向的指令、模型和数据的存储器。显示器296可用来以识别结果的形式显示数据、和生物导向判定选项。
在一些实施例中,数据是从一个或更多个相机模块采集的,并由(诸)井下处理器基于同样位于井下的存储器中存储的指令来处理的。相机模块的操作由(这些)井下处理器控制。每个相机模块可具有其自己的处理器和存储器以加速图像捕获和处理操作,每个相机包括多个并行处理器和存储器。
导向控制模块236可配置成包含地球模型、钻探路径、和目标信息。当相机模块标识出化石时,标识信息被中继到井下导向控制模块236,其中导向控制模块236中的处理器基于相对于发现的化石的井的期望位置以及化石在地面下的位置或深度来导向井眼中的钻头,遵循关于如何响应该信息的指令。显示地球中的感兴趣的各层的波动和倾角/方向的地震数据可构成附加导向和目标数据,其可被存储在地表处或井下。所有可用信息和数据可用来帮助导向控制模块处理器重新计算钻探路径来将井导向到期望轨迹上以到达期望目标。
将图像信息传送到地面266可能需要比可用带宽更多的带宽。可基于由(诸)井下识别处理器访问的化石类型标准库,通过使用所标识出的化石类型的代表性比特码来大幅减少信息量。还可将量化因子信息发送到地面,有可能表示识别系统的图像匹配概率,还有给定样本集内的每个类型的所观测出的化石量。
因此,在其中高带宽可用的情况下(例如,有线管柱、光纤或管中管遥测),图像可被直接传送到其中可实现化石识别处理的地面266。另一方面,在带宽更有限的情况下,所获取图像和由井下处理器进行的计算/标识可存储在井下存储器中以供在工具从井眼212拉出之后检索。
采样命令可使用地面计算机(例如,设施256)经由下行链路遥测来发起。诸如当井下处理器感测出没有钻探管运动长达至少三分钟并且没有流体被检测到时,所选出的条件组合也可用来发起采样。
装置200还可包括逻辑240,其有可能包括可编程驱动器和/或采样控制系统。逻辑240可用来获取图像数据和诸如听觉噪声和电阻率信息之类的其他数据。
位于外壳202内部或外部的存储器250可用来存储所获取的数据和/或处理结果(例如,有可能在数据库中)。存储器250通信地耦合到(诸)处理器230。尽管未在图2中示出,应注意存储器250可位于井下,或在地层的地面266上方。
图3说明根据本发明的各个实施例的提供与偏移记录310相结合的数据的化石类型300。在此,底栖有孔虫、浮游有孔虫、介形类、石灰质鞭毛虫类、硅藻类、放射虫类和沟鞭藻类的化石类型被示出。其他类型也可被识别出。
识别软件被编程成标识与存储在化石类型库中的形状相一致的化石和化石碎片。因此,内部和外部形状可存储在识别库中。尤其可从以色列特拉维夫市的Imagu有限责任公司获得的物体识别软件可用来识别化石类型。此类标识可极大程度上辅助确定井眼相对于地层的位置,尤其当遭遇故障(fault)时。
在一些实施例中,可将遇到的化石类型的标识与来自该区域中的现有井(例如,井眼320)的偏移记录310、或在当前井眼212自身被钻探时获得的数据相比较。每个信息集可由系统264的各个实施例用来标识地层330中其中图像获取工具当前所在的位置。因此,可实现附加实施例。
例如,现在参照图1-3,可看到装置200可包括一个或更多个流体容器、用于使流体移入和移出容器的泵、用于获取流体图像信息的成像设备(例如,一个或更多个相机)、和用于从流体图像信息中提取化石图像信息、以及标识化石类型的处理器。
因此,装置200可包括具有透光窗228以包含流体204和化石的流体容器(例如,活塞244在内操作的圆柱体)。装置200还可包括用于使流体204移入和移出流体容器的泵212。在大部分实施例中,装置200包括用于从流体204获取流体图像信息的至少一个成像设备(例如,相机220),其中流体图像信息包括化石图像信息。
装置200还可包括处理器230,用于从流体图像信息提取化石图像信息、将流体204中的化石类型标识成使化石类型与从其获得流体204的地层相关联的数据、以及基于该数据和与第二井眼320相关联的偏移记录来确定第一井眼212在地层中的位置。
可注入染料以增强图像对比度,并且可注入酸以溶解化石。因此,装置200可包括用于在处理器230的控制下将染料或酸注入到流体204中的染料注射器或酸注射器218中的至少一者。进一步,可使不同颜色染料旋转通过一系列样本,则可更容易作出对于哪个化石属于哪个样本集的辨别,化石是否是从前一个样本集留下的。
一个或更多个驱动器可用来使化石抵靠着窗正面地定位。因此,装置200可包括至少一个可逆驱动设备(例如,泵或发动机240),用于使适应性表面(例如,活塞244的涂覆橡胶的表面)前进和收回以抵靠着透光窗228地捕获化石。容器中的窗228可由各种清晰或有色的材料制成,包括诸如可从加利福尼亚州圣地亚哥市的Rayotec股份有限公司获得的铝化物(Al2O3)之类的合成蓝宝石。还可实现进一步的实施例。
例如,可使用一个或更多个装置200来构造系统264。系统264可包括附连到装置200的井下工具外壳202。外壳202可包括钢缆工具体、MWD(随钻测量)井下工具、或LWD井下工具。
显示器可用来实时地观察数据。因此,系统264可包括用于显示包括所标识出的化石类型的数据的显示器296。
系统可包括用于使数据传到地面的诸如遥测发射机之类的发射机。因此,系统264可包括用于向远程处理器(例如,设施256)传送数据的至少一部分的作为遥测模块238的一部分的发射机。
图4说明本发明的钢缆系统464实施例,并且图5说明本发明的钻机系统564实施例。因此,系统464、564可包括作为钢缆测井操作的一部分的钢缆测井工具体470的部分或作为井下钻探操作的一部分的井下工具524的部分。
图4示出在钢缆测井操作期间的井。钻探平台486装备有支承起重机490的架塔488。
通常使用连接在一起以形成通过转盘410下降到井眼或井筒412中的钻杆的一组钻管来执行油气井钻探。在此,假设钻杆已从井眼412暂时移除以允许诸如探头或探针之类的钢缆测井工具体470由钢缆或测井电缆474下降到井眼412中。典型地,钢缆测井工具体470被下降到感兴趣区域并随后以基本上恒定的速度向上拉。
在向上拉途中,在一系列深度处,包括在工具体470中的仪器(例如,图2A和2B中示出的装置200)可用来执行对与井眼412(和工具体470)相毗邻的地下地质地层414的测量。测量数据可被传达给地面测井设施492以供存储、处理和分析。测井设施492可设置有用于各种类型的信号处理的电子装备,其可由图2A和2B中的装置200的组件中的任何一个或更多个组件来实现,类似的地层评估数据可在钻探操作期间(例如,在LWD操作期间并由所扩展的,在随钻采样期间)被搜集并分析。
为了采集钢缆样本,钢缆运动被暂停以使通气管和压缩板可被扩展成使井眼壁密封。这允许流体从地层被抽取。一些实施例使用可膨胀环形封隔器来封闭一井深间隔,在其之后流体被抽到密封区域中并被泵回到用封隔器密封的区域外部,从而可抽取更多地层流体。
在一些实施例中,工具体470包括多腔室采样子系统,用于通过井眼从地下地层获得并分析流体样本。该工具由将该工具连接到地面控制单元(例如,包括工作站454)的钢缆电缆474悬挂在井眼中。该工具可在连续油管、铰链钻管、硬接线钻管上或通过任何其他合适的部署技术部署在井眼中。
现在转向图5,可看到系统564如何还能形成位于井506的地面504处的钻机502的一部分。钻机502可为钻杆508提供支持。钻杆508可用于穿过转盘410以贯穿地下地层414来钻探井眼412。钻杆508可包括方钻杆516、钻管518、和有可能位于钻管518的下部的井底钻具组件520。
井底钻具组件520可包括钻环522、井下工具524、和钻头526。钻头526可用于通过穿透地面504和地下地层414来创建井眼412。井下工具524可包括包含MWD工具、LWD工具及其他的多个不同类型工具中的任意。
在钻探操作期间,可通过转盘410来使钻杆508(有可能包括方钻杆516、钻管518和井底钻具组件520)旋转。附加地或替换地,还可通过位于井下的发动机(例如,泥浆发动机)来使井底钻具组件520旋转。钻环522可用来对钻头526增加重量。钻环522还可用于使井底钻具组合520变硬,允许井底钻具组合520将所增加重量传给钻头526,进而辅助钻头526穿透地面404和地下地层414。
在钻探操作期间,泥浆泵532可将钻井液(有时被本领域普通技术人员称为“钻井泥浆”)从泥浆池534通过软管536泵送到钻管518中并向下泵送到钻头526。钻井液可从钻头526流出并通过钻管518和井眼412的侧壁之间的环形区域540返回到地面504。钻井液可随后返回到其中此类液体被过滤的泥浆池534。在一些实施例中,钻井液可用来冷却钻头,以及在钻探操作期间提供钻头526的润滑。附加地,钻井液可用来移除由操作钻探526所创建的地下地层414的钻屑。
因此,现在参照图2A-2B和4-5,可看到在一些实施例中,系统264、464、564可包括钻环522、井下工具524、和/或容纳一个或更多个装置200的钢缆测井工具体470,该装置与以上描述并在图2A-2B中说明的装置200相似或相同。因此,出于本文挡的目的,术语“外壳”可包括钻环522、井下工具524、具有到该钻环的外部的通道的钻环内的用于样本提取的探头或钢缆测井工具体470中的任何一者或更多者(全部具有外壁,以封围或附连至仪器,包括传感器、相机、流体采样设备、压力测量设备、发射机、接收机、获取和处理逻辑和数据获取系统)。工具524可包括诸如LWD工具或MWD工具之类的井下工具。钢缆工具体470可包括包含例如耦合到测井电缆474的探针或探头的钢缆测井工具。因此可实现许多实施例。
例如,在一些实施例中,系统264、464、564可包括用于有可能以图形的形式展示所测得和所处理/计算出的化石地层信息以及数据库信息的显示器496。系统264、464、564还可包括计算逻辑,有可能作为地面测井设施492或计算机工作站454的一部分,用于从发射机和接收机、相机、和用于确定地层414的特性的其他仪器处接收信号。
因此,系统264、464、564可包括诸如钢缆测井工具体470或井下工具524(例如,LWD或MWD工具体)之类的井下工具体和附连至该工具体的一个或更多个装置200,该装置200如先前描述地构造并操作。
装置200;外壳202;地层流体204;样本管208;泵212;阀门216;相机220;相机模块224;窗228;处理器230;光源232;透镜234;导向控制模块236;遥测模块238;获取逻辑240;活塞244;存储器250;数据处理设施256;系统264、464、564;显示器296;转盘410;井眼412;计算机工作站454;系统464、564;钢缆测井工具体470;测井电缆474;钻探平台486;架塔488;起重机490;测井设施492;显示器496;钻杆508;方钻杆516;钻管518;井底钻具组件520;钻环522;井下工具524;钻头526;泥浆泵532;泥浆池534;和软管536在本文中全部可被表征为“模块”。
如装置200和系统264、464、564的架构所期望的并适用于各个实施例的特定实现的,此类模块可包括硬件电路系统,和/或处理器和/或存储器电路,软件程序模块和对象,和/或固件,及其组合。例如,在一些实施例中,此类模块可包括在装置和/或系统操作模拟套装中,诸如软件电信号模拟套装、功率使用和分配模拟套装、功率/散热模拟套装、和/或用来模拟各种潜在可能实施例的操作的软件和硬件组合。
应理解,各个实施例的装置和系统可在用于测井操作以外的应用中使用,因此,各个实施例不受此限制。装置200和系统264、464、564的说明旨在提供对各个实施例的结构的一般理解,它们并不旨在用作对可能使用本文中所描述结构的装置和系统的所有要素和特征的完全描述。
可包括各个实施例的新颖装置和系统的应用包括在高速计算机、通信和信号处理电路系统、处理器模块、嵌入式处理器、数据交换和因应用而异的模块中使用的电子电路系统。此类装置和系统还可作为子组件包括在各种电子系统之内,这些电子系统尤其诸如电视机、蜂窝电话、个人计算机、平板计算机、工作站、收音机、视频播放器、交通工具、用于地热工具的信号处理和智能换能器接口节点遥测系统。
一些实施例可用于存储井下流体样本,从而可在以后(有可能在地面上)执行对流体样本的分析以确认井下结果。可通过抑或在井下抑或在地面上在所检索的流体样本中寻找化石来确认这些结果。化石的数字化图像或影像图像也可存储在工具中以供以后抑或在井下抑或在地面处检索和分析。一些实施例包括数种方法。
例如,图6是根据本发明的各个实施例的说明若干种附加方法611的流程图。方法611可包括由处理器实现的方法,并可包括以更为基本的格式获取由一个或更多个相机生成的流体图像数据,处理该数据以提取化石图像信息并确定化石类型,以及基于所确定化石类型和偏移记录来确定井眼位置。所处理数据可被公开(例如,存储、打印或显示)。
在图像获取之前,在井眼内的纵向运动被暂停,并且通气管和板被扩展成使井眼密封。如果尚没有充足化石量悬浮在地层流体中,则可执行(例如,使用刷子、刮涂器或其他装置来)对井眼壁搅动以激励化石到地层流体中的散布。带有悬浮的化石的地层流体可移动到用于观察的有窗容器中,随后有可能通过将水或另一清洁流体泵入该容器中来将该地层流体从容器中冲洗。该清洁流体可包括用于溶解来自之前样本的未被冲洗到观察区域之外的任何残留化石的酸性溶剂。该酸性溶剂随后被新的地层流体样本替代。
因此,在一些实施例中,方法611可在框621处起始于将如地层流体的流体的样本泵送到有窗容器中。在框621的活动期间或在该活动之前,可搅动地层壁以使与各种化石类型相关联的化石混到被采样或将被采样的流体中。另外,在框621处,包含与化石类型相关联的化石的流体的样本可被存储在容具(container)中以供运输。该活动在方法611中还可在以后发生。
可向流体添加染料。因此,方法611可包括,在框625处,向透光窗和另一表面(取决于用于流体获取和/或观察的容器类型,其可以是不透明的,或者也是透光的)之间捕获的流体添加染料。
该染料可用于多个目的,包括增强流体图像信息中的化石的对比度,或者降低流体图像信息中的其他元素(例如,沙子)的对比度。因此,染料可用来增强流体中的化石的对比度,或者增强流体中的化石以外的微粒的对比度,或其两者。
可使用诸如橡胶之类的可移动适应性表面来抵靠着容器的窗地捕获化石。因此,方法611可包括,在框629处,将流体中的化石紧压在透光窗和适应性表面之间。如果样本流体是不透明的,那么可在保持化石抵靠着窗的同时用清洁液体冲洗该区域。一旦染料已被施加于化石,那么此类清洁液体还可用来将未被吸收的染料洗掉,从而可更进一步增强化石的对比度,因为在围绕留在容器中的化石的流体中不再存在染料。
可在流体近旁安装焦点标记以提供用于聚焦于由流体提供的三维域之内的参考。因此,框629处的活动可包括使用用于包含流体的表面上的焦点标记来调整成像设备的焦平面。在一些实施例中,框629处的活动包括使与成像设备相关联的焦平面旋转或移位到视野中,以将成像设备的观察透镜聚焦到包含在容器中的化石上。
方法611可继续到框633,包括从具有包含流体的视野的成像设备获取流体图像信息,该流体图像信息包括化石图像信息。
保持流体的容器上的窗可被旋转成提供更宽的搜索区域,以使新的化石可移动到成像设备的视野中。因此,方法611可包括,在框637处,使有窗容器旋转成使化石移动到视野中,以提供化石图像信息的新值(例如,在流体图像获取活动的下一循环期间)。
方法611可继续到框641,包括处理化石图像信息以将流体中的化石类型标识成使化石类型与从中获取流体的地层相关联的数据。在一些实施例中,频谱信息可用来更容易地标识化石在流体中的位置。因此,框641处的活动可包括从流体获得频谱信息以增加流体图像信息并在流体中定位化石。
识别软件可用来识别化石类型。因此,框641处的活动可包括使用用于识别算法处理流体图像信息,来确定化石图像信息。例如,该算法可包括面部识别算法。
如前所述,偏移记录可用来定位地质地层中的各个点。因此,方法611可继续到框645,包括基于与第二井眼相关联的数据和偏移记录来确定第一井眼在地层中的位置。
在一些实施例中,方法611可包括,在框649处,向地面处理器传送来自井下的数据中的至少一部分。可经由包括硬接线电缆(例如,钢缆电缆或MWD)、有线管柱、管中管通信、有线连续油管的许多方法以及使用诸如泥浆脉冲、声学、和电磁之类的各种遥测方法来发生传送。因此,框649处的活动可包括经由遥测来传送数据的任何部分。
方法611可继续到框653,包括公布数据、结合对(地层中的)位置的指示。可公布化石图像数据中的趋势;突变可指示错误线路的存在。因此,框653处的活动可包括公布数据中的趋势。
在一些实施例中,实现生物导向来使用化石图像数据,实时地导向钻头。因此,方法611可包括,在框657处,至少部分地基于所处理的图像数据(包括化石类型中的所选化石类型的存在或不存在)来导向井眼钻头。
可使用化石图像数据可实时地更新每个模型。因此,方法611还可包括,在框657处,基于数据来更新地球地层模型。该地球模型可驻留在井下存储器中、地面存储器中、或其两者中。
方法611可包括,在框661处,确定容器或容器中的窗是否需要清理。如果否,那么方法611可返回到框621。
例如,当已经丧失选定透明度的量时,可确定需要清理。或者当照射过窗的参考照明源的强度显得已经降低选定程度时。可通过用酸性溶剂冲洗观察区域溶解碳酸盐,来将化石从容器和/或窗移除。因此,方法611可继续到框665,包括在处理化石图像信息之后,向流体添加酸以溶解流体中的化石。方法611可继续到框669,包括泵送清洁流体以将化石和其他物体从有窗容器冲洗掉。方法611可随后返回到框621。
应注意,本文中所描述的方法不一定要以所描述次序、或以任何特定次序执行。例如,在一些实施例中,初始捕获于容器中的流体可包括所捕获流体,并且方法611可包括添加染料和第一清洁流体以形成用来将所捕获流体冲洗到流体容器之外的经染色的流体。方法611还可包括用第二清洁流体将该经染色的流体洗掉以暴露出在透光窗和形成容器的一部分的另一表面之间的化石类型相关联的化石。与没有实现这些活动的情况相比较而言,在这些活动之后可更容易地对这些化石成像。
另外,关于本文中所标识的方法所描述的各种活动可以迭代、串行或并行的方式执行。每个方法(例如,图1和6中示出的方法)的各个要素可在各方法内和在各方法之间彼此取代。包括参数、命令、操作数和其他数据的信息可以一个或更多个载波的形式发送和接收。
一旦阅读并理解本公开的内容,本领域普通技术人员将理解其中软件程序可从用于执行定义在该软件程序中的功能的基于计算机的系统中的计算机可读介质发起的方式。本领域普通技术人员还将理解,各种编程语言均可用来创建设计成实现并执行本文中所公开方法的一个或更多个软件程序。可使用诸如Java或C#之类的面相对象的语言来以面向对象的格式构造这些程序。替换地,可使用诸如汇编或C之类的过程语言来以面向过程的格式构造这些程序。这些软件组件可使用本领域技术人员公知的数种机构中的任何者来通信,诸如应用程序接口或进程间通信技术,包括远程过程调用。各个实施例的教导不限于任何特定编程语言或环境。因此,可实现其他实施例。
例如,图7是根据各个实施例的制品700的框图,制品700诸如计算机、存储器系统、磁盘或光盘或某种其他存储设备。制品700可包括耦合到诸如具有相关联信息738(例如,计算机程序指令和/或数据)的存储器736(例如,可拆卸存储介质,以及包括电导、光导或电磁导体的任何有形非瞬态存储器)之类的机器可访问介质的一个或更多个处理器716,该相关联信息738在由处理器716中的一个或更多个处理器执行时使机器(例如,制品700)执行关于图1和6的方法、图2的装置和图2、4和5的系统描述的任何动作。处理器716可包括由英特尔公司(例如, CoreTM处理器单元家族)、先进微电子器件(例如,AMD AthlonTM处理器)和其他半导体制造商出售的一种或更多种处理器。
在一些实施例中,制品700可包括耦合到用于显示由处理器716处理的数据的显示器718的一个或更多个处理器716和/或用于接收和传送由处理器处理的数据的无线收发机720(例如,井下遥测收发机)。
包括在制品700中的(诸)存储器系统可包括包含易失存储器(例如,动态随机存取存储器)和/或非易失存储器的存储器736。存储器736可用来存储数据740和由处理器716处理的指令。
在各个实施例中,制品700可包括通信装置722,通信装置722可进而包括放大器716(例如,前置放大器或功率放大器)和一个或更多个天线724(例如,发射天线和/或接收天线)。由通信装置722收到或传送的信号742可根据本文中所描述的方法处理。
制品700的许多变体是可行的。例如,在各种实施例中,制品700可包括井下工具,包括图2B中示出的工具202。在一些实施例中,制品700与图2A和2B中示出的装置200相似或相同。
使用本文中所描述的装置、系统和方法可提供在地质地层中的诸相似层之间进行辨别的能力,以确认失误的存在并增加对于特定地层的地层知识。另外,可启用生物导向。这些优势的组合可显著增强由运营/勘探公司提供的服务同时控制时间相关成本。
形成本文一部分的附图藉由说明而非限制地显示其中可实践主题内容的具体实施例。所说明实施例以充足的细节描述以使本领域技术人员能够实践本文中所公开的教导。可使用并从其推导出其他实施例,从而可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构和逻辑替换和改变。因此,该详细说明不是在限制的意义上进行的,各个实施例的范围仅由所附权利要求连同与此类权利要求所赐予权利的完全等效范围来定义。
本发明主题内容的此类实施例在本文中可单独地和/或集体地由术语“发明”来指代,仅为方便起见并且不旨在在实际公开了一个以上的发明或发明概念的情况下自愿地将此应用的范围限制于任何单个发明或发明概念。因此,尽管具体实施例已在本文中被说明并描述,但应领悟,可为具体所示实施例取代所计算以达成同一目的的任何布置。该公开旨在覆盖各个实施例的任何和所有改编或变体。以上实施例和未在本文中具体描述的其他实施例的组合对于已检视了以上说明的本领域技术人员而言将是显而易见的。
本公开的摘要被提供以与37C.F.R.§1.72(b)相符合,其要求摘要允许读者能够迅速查实本技术公开的实质。应理解,该摘要将不用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外,在前述详细说明中,可看到出于使本公开流畅的目的,各种特征在单个实施例中被集合在一起。本公开的该方法不被解释成反映以下意图:所请求保护的实施例需要比每条权利要求明确记载的特征更多的特征。而是,如以下权利要求所反映的,本发明主题内容在于比单个所公开实施例的全部特征少的特征。因此以下权利要求在此纳入详细说明书,其中每条权利要求自身作为单独实施例。
Claims (29)
1.一种由处理器实现的化石识别方法,包括:
从具有包含流体的视野的成像设备中获取流体图像信息,所述流体图像信息包括化石图像信息;
处理所述化石图像信息以将所述流体中的化石类型标识成将所述化石类型与从中获取所述流体的地层相关联的数据;
基于所述数据和与第二井眼相关联的偏移记录来确定第一井眼在所述地层中的位置;以及
公布所述数据、结合对所述位置的指示。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
向在透光窗和另一表面之间所捕获的流体添加染料。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述染料用来增强所述流体中的化石的对比度,或者增强所述流体中的化石以外的微粒的对比度,或其两者。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在处理所述化石图像信息之后,向所述流体添加酸以溶解所述流体中的化石。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述处理还包括:
使用识别算法来处理所述流体图像信息,从而确定所述化石图像信息。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述算法包括面部识别算法。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
将所述流体作为地层流体泵送到有窗容器中。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:
泵送清洁流体以将化石和其他物体从所述有窗容器冲洗掉。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
使有窗容器旋转以使化石移动到所述视野中,以提供所述化石图像信息的新值。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
从所述流体获得频谱信息以增加所述流体图像信息并在所述流体中定位化石。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
至少部分地基于包括化石类型中的所选化石类型的存在或不存在的数据来导向井眼钻头。
12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
基于所述数据来更新地球地层模型。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述公布还包括:
公布数据中的趋势。
14.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
将所述流体中的化石压缩在透光窗和适应性表面之间。
15.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
使用用于包含所述流体的表面上的焦点标记来调整所述成像设备的焦平面。
16.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
将与所述成像设备相关联的焦平面旋转或移位到所述视野中来聚焦所述成像设备的观察透镜。
17.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
向地面处理器传送来自井下的所述数据的至少一部分。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述传送还包括:
经由遥测来传送所述数据的所述至少一部分。
19.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述流体包括所捕获的流体,还包括:
添加染料和第一清洁流体以形成用来将所捕获的流体冲洗到容器之外的经染色的流体;以及
用第二清洁流体将所述经染色的流体洗掉以将与透光窗和形成所述容器的一部分的另一表面之间的化石类型相关联的化石暴露出来。
20.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
搅动地层壁以使与所述化石类型相关联的化石混合到所述流体中。
21.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
将包含与所述化石类型相关联的化石的所述流体的样本存储在用于容具中以供运输。
22.一种化石识别装置,包括:
流体容器,具有用于包含流体和化石的透光窗;
泵,用于使所述流体移入和移出所述流体容器;
至少一个成像设备,用于从所述流体中获取流体图像信息,所述流体图像信息包括化石图像信息;以及
处理器,用于从所述流体图像信息中提取所述化石图像信息、将所述流体中的化石类型标识成使所述化石类型与从中获得所述流体的地层相关联的数据、以及基于所述数据和与第二井眼相关联的偏移记录来确定第一井眼在所述地层中的位置。
23.如权利要求22所述的化石识别装置,其特征在于,还包括:
染料注射器或酸注射器中的至少一者,用于在所述处理器的控制下将染料或酸注入到所述流体中。
24.如权利要求22所述的化石识别装置,其特征在于,还包括:
至少一个可逆驱动设备,用于使适应性表面前进和回缩以抵靠着所述透光窗地捕获所述化石。
25.如权利要求24所述的化石识别装置,其特征在于,所述透光窗包括:
合成蓝宝石窗。
26.一种化石识别系统,包括:
井下工具外壳;以及
附连至所述外壳的装置,所述装置包括具有用于包含流体和化石的透光窗的流体容器、用于使所述流体移入和移出所述流体容器的泵、用于从所述流体获取流体图像信息的至少一个成像设备,所述流体图像信息包括化石图像信息、以及处理器,用于从所述流体图像信息提取所述化石图像信息、将所述流体中的化石类型标识成使所述化石类型与从中获得所述流体的地层相关联的数据、以及基于所述数据和与第二井眼相关联的偏移记录来确定第一井眼在所述地层中的位置。
27.如权利要求26所述的化石识别系统,其特征在于,所述外壳包括:
钢缆工具体、随钻测量井下工具、或随钻测井井下工具之一。
28.如权利要求26所述的化石识别系统,其特征在于,还包括:
用于显示所述数据的显示器。
29.如权利要求26所述的化石识别系统,其特征在于,还包括:
用于向远程处理器传送所述数据的至少一部分的发射机。
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