CN105074505A - 真岩层电阻率的确定 - Google Patents

Abstract

各种实施方案包括确定真岩层电阻率的装置和方法。这类装置和方法可以使用多种技术，以便有效减少或消除具有不同电阻率的岩层之间的边界处的极化尖角效应。所述技术可以使用地理信号和测量数据的调整的组合来评估所研究的岩层的真岩层电阻率。可以实时进行这类技术和相关联的分析。公开了另外的装置、系统以及方法。

Description

真岩层电阻率的确定

技术领域

本发明大体上涉及与油气勘探有关的装置和方法。

背景技术

在针对油气勘探的钻井中，理解相关的地质岩层的结构和性质可提供辅助此种勘探的信息。真岩层电阻率是帮助岩石物理学家来表征和开发油气矿藏的关键岩石物理参数。电阻率测量呈现围绕测井工具的岩层的电性质，其中不同岩层具有相异和独特的电阻率读数。例如，盐水岩层呈现低的电阻率读数而油气矿藏呈现高的电阻率读数。连续电阻率测井允许岩石物理学家来识别岩层地质并且开发用于油气矿藏中最大产油量的良好的井筒放置程序。然而，电阻率测量在各自具有不同的电阻率值的层状岩层中经常出现问题，特别是当测井工具在层之间的边界附近时。这种边界效应(称为极化尖角效应)可以对常规电磁(EM)波传播工具产生显著的响应并且具有可以测量的极高值的不切实际的电阻率读数。因此，基于这种电阻率测量，可能会出现对岩层地质的误解。

一般来说，经常使用一维(1D)反演来消除这种尖角效应并且探索真岩层电阻率曲线。反演操作可以包括将测量与模型的预测进行比较，以使得物理性质的值或空间变化可以被确定。在反演中，测量数据可以应用于构建与数据一致的模型。例如，反演操作可以包括从感应电场和磁场的测量确定岩层中电导率的变化。如正演模型的其它技术涉及：相对于假设模型计算预期观测值。在零维(0D)反演中，岩层(如同质岩层)中不存在变化。在1D建模中，在一个方向(如平行层的岩层)中存在变化。在二维(2D)建模中，在两个方向上存在变化。在三维(3D)建模中，在三个方向上存在变化。然而，反演方案可能是复杂的并且可以具有若干不确定性，如可能导致不同的反演结果的初始岩层模型、反演输入信号的数量等。这种传统的测量和反演分析的有效性可能与信息的精度或质量有关，所述信息来源于测量和评估信息的过程。

附图简述

图1示出根据不同实施方案的确定岩层电阻率的示例性系统的方框图。

图2图示根据不同实施方案的位于同质岩层介质中的电磁工具。

图3A示出根据不同实施方案的相位衰减转换图表的实例。

图3B示出根据不同实施方案的衰减转换图表的实例。

图4图示根据不同实施方案的配备有倾斜的天线设计的电磁工具。

图5描绘根据不同实施方案的三层各向同性岩层模型。

图6示出根据不同实施方案的配备有对称天线结构的电磁测量工具的构造。

图7A示出根据不同实施方案的图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中两个测量工具的补偿平均相位电阻率测量。

图7B示出根据不同实施方案的图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中两个工具的补偿平均衰减电阻率测量。

图8A示出根据不同实施方案的图6中工具结构的补偿平均相位测量，所述工具结构具有图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器。

图8B示出根据不同实施方案的图6中工具结构的补偿平均衰减电阻率测量，所述工具结构具有图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器。

图9A示出根据不同实施方案的图6中的工具结构的补偿平均相位测量，所述工具结构具有图5中具有75°的相对倾角的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器。

图9B示出根据不同实施方案的图6中的工具结构的补偿平均衰减电阻率测量，所述工具结构具有图5中具有75°的相对倾角的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器。

图10A示出根据不同实施方案的图6中的工具结构的补偿平均相位测量，所述工具结构具有图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中的发射器和接收器的不同取向。

图10B示出根据不同实施方案的图6中的工具结构的补偿平均衰减电阻率测量，所述工具结构具有图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中的发射器和接收器的不同取向。

图11示出根据不同实施方案的在每一个分区方向上测量工具的方位角的构造。

图12A-12C示出根据不同实施方案的用于布置有具有倾斜角的天线的工具的工具天线结构和定义象限。

图13A-13C示出根据不同实施方案的提供与图12A-12B中的结构类似的功能性的工具天线结构。

图14A-14C示出根据不同实施方案的提供关于任意倾斜的发射器和倾斜的接收器的补偿电阻率测量的工具天线结构。

图15示出根据不同实施方案的被构造为提供深方位电阻率测量的测量工具的构造。

图16A示出根据不同实施方案的来自图15的用于两个特定的倾斜的接收器的测量工具的补偿平均相位电阻率响应。

图16B示出根据不同实施方案的来自图15的测量工具的地理信号相位图像。

图17示出根据不同实施方案的确定真岩层电阻率的示例性处理方案的流程图。

图18示出根据不同实施方案的确定真岩层电阻率的示例性处理方案的流程图。

图19A示出根据不同实施方案的图6中的工具结构的补偿平均相位测量，所述工具结构具有图5中具有0°的相对倾角的岩层模型中的发射器和接收器的不同取向。

图19B示出根据不同实施方案的图6中的工具结构的补偿平均衰减电阻率测量，所述工具结构具有图5中具有0°的相对倾角的岩层模型中的发射器和接收器的不同取向。

图20示出根据不同实施方案的确定真岩层电阻率的示例性方法的特征。

图21示出根据不同实施方案的确定真岩层电阻率的示例性方法的特征。

图22示出根据不同实施方案的确定真岩层电阻率的示例性方法的特征。

图23示出根据不同实施方案的确定真岩层电阻率的示例性方法的特征。

图24描述根据不同实施方案的可操作来确定真岩层电阻率的示例性系统的特征的方框图。

图25描述根据不同实施方案的钻井现场处的系统的实施方案，其中系统包括可操作来确定真岩层电阻率的装置。

具体实施方式

以下具体实施方式参考附图，附图以图示而非限制的形式示出了可以实践本发明的各种实施方案。这些实施方案描述得足够详细，以使得本领域的技术人员能够实践这些和其它实施方案。可以利用其它实施方案，并且可以对这些实施方案作出结构、逻辑以及电的改变。所述各种实施方案并不一定互相排斥，因为一些实施方案可以与一个或多个其它实施方案组合而形成新的实施方案。因此，以下具体实施方式不应以限制性含义来理解。

图1示出可操作来确定真岩层电阻率的系统100的实施方案的方框图。系统100包括可在井中操作的测量工具105。测量工具105具有沿着测量工具105的纵轴117布置的传感器111-1、111-2…111-(N-1)、111-N。每一个传感器111-1、111-2…111-(N-1)、111-N可以被用作受控制单元115控制的发射传感器或接收传感器。发射传感器和接收传感器可以被实现为发射器天线和接收器天线。可以将传感器111-1、111-2…111-(N-1)、111-N布置为多个组，其中每组包括由间隔距离分隔开的发射器传感器和接收器传感器。设置在不同组中的传感器能够以许多方式构造，这些方式可以取决于在测量过程中测量工具105的应用程序。每组可以包括倾斜的天线和非倾斜的天线。每组可以包括许多发射器传感器和许多接收器传感器的分组。例如，每组可以包括但不限于两个发射器和两个接收器的分组。在分组中的两个发射器和两个接收器可以布置为对称取向。可以相对于纵轴117布置倾斜的传感器。具有发射传感器与接收器之间不同的间隔距离的组可以被用来研究距离测量工具105不同距离的岩层。更大的间隔距离对应于研究距离工具更大距离的岩层。

控制单元115可操作来管理来自每组的发射器传感器的探针信号的产生，以及相应的组中的接收信号的收集，其中可以相对于测量工具105的旋转获取接收信号。测量工具105的旋转可以划分成N段，称为频段，其中N频段(N≥2)的完成是工具的一次完整旋转，其中N是频段的总数。每个频段均具有相关联的方位角φ。在各种应用中，N可以等于32。然而，N可以设置为其它值。接收信号可以对应于与测量工具105相关联的分区。控制单元115可操作来从传感器111-1、111-2…111-(N-1)、111-N的布置中的传感器当中选择一个或多个发射器传感器并且从传感器111-1、111-2…111-(N-1)、111-N的布置中的传感器当中选择一个或多个接收器传感器。系统100可以包括处理单元120，所述处理单元120用于处理接收的信号以确定岩层电阻率，其可以包括评估测量的岩层电阻率的有效性。

处理单元120可以被构造为控制并处理来自操作测量工具105的测量值。处理单元120可以被构造为响应于以大于零的倾角钻井而从在钻孔中操作测量工具105获取测量值。测量工具105一旦被构造有发射器天线和接收器天线并且被部署，就可以具有发射器天线和接收器天线的固定布置。固定布置可以包括彼此相距固定距离的、相对于测量工具105的纵轴具有倾斜角的发射器天线和接收器天线。非倾斜的天线具有0°的倾斜角。倾斜的天线可以具有范围从0°以上到接近90°的倾斜角。处理单元120可以将发射器和接收器角度的布置视为具有倾斜角可以被可操作地调整的天线。利用部署的具有固定的倾斜角的测量工具105，将发射器和接收器角度的布置视为具有倾斜角可以被可操作地调整的天线，其定义了相同发射器天线和接收器天线的虚拟布置。

可以执行处理单元120存储的指令，以便通过处理来自操作测量工具的测量值产生具有相同发射器天线和接收器天线的虚拟布置的新的测量值，其中处理使用包括固定布置中不同于虚拟布置中相同接收器天线的倾斜角的接收器天线的倾斜角的关系。新的测量可以用在处理单元120中以确定正在被研究的岩层的真岩层电阻率的估算值。在实施方案中，从在相对于N分区的测量工具的旋转期间进行测量获取值，处理单元120可以产生新的测量值，这可以包括产生其根据

其用于具有两个接收器天线和发射器天线的固定布置，其中T_ind指示不同的可用的发射器而R_ind指示不同的可用的接收器，并且是响应于在分区i,(i＝1…N)中从发射器T_ind发射的信号而在接收器R_ind处测量的信号，并且是利用从操作测量工具获取测量值的固定布置中的处于倾斜角θ_r1的接收器天线R_ind取得的用于虚拟布置中的处于倾斜角θ_r2的接收器天线R_ind的新的测量值。

处理单元120可以与许多天线布置一起使用以通过转换程序产生新的测量值。例如，在固定布置和虚拟布置中，两个发射器是非倾斜的。或者，在固定布置中所述两个发射器可以是倾斜的，以使得那两个发射器垂直于两个接收器。对于具有倾斜的天线的发射器，产生新的测量值可以包括测定耦合部件以计算产生的固定布置可以包括所布置的两个发射器或两个接收器，以使得每一个发射器与每一个接收器之间的间隔是固定距离。

可以实施由处理单元120执行的转换程序，以便避免极化尖角效应。如上所述，当测量工具在具有不同电阻率的岩层之间的边界附近时会出现极化尖角效应。确定测量工具105在边界附近可以被用来开始转换程序。可以通过使用地理信号来提供与岩层之间的边界的接近性。

地理信号指示井内钻井工具的方向，同样能够检测边界。地理信号的能力可用于地理导向以优化最大采油的良好放置。如本文论述的装置和处理方案允许地理信号的产生。地理信号可以根据参考点距离，基于土地岩层的一个或多个性质。本文定义的地理信号具有各种各样的应用程序。地理信号也提供旋转工具的方位定向信息。另外，地理信号可以被用于计算基床边界的距离。

能够以许多方式定义地理信号。例如，相对于在接收器处获取的信号(响应于发射器发射的信号)已经使用了两种地理信号定义V_Geo1和V_Geo2。地理信号V_Geo1可以定义为

$V_{Geo1}\left(i\right)\≡\frac{V_R^T\left({\mathrm{\φ}}_i\right)}{\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{V}_R^T\left({\mathrm{\φ}}_i\right)},i=L,\mathrm{...},N---\left(2\right)$

并且地理信号V_Geo2可以表达为

$V_{G\mathrm{eo}2}\left(i\right)\≡\frac{V_R^T\left({\mathrm{\φ}}_i\right)}{V_R^T\left({\mathrm{\φ}}_j\right)},i=1,\mathrm{...},N.---\left(3\right)$

在这些地理信号中，i是旋转工具的分区数量的指数、φ_i是如图11所示的从高侧到具有指数i的分区的对应的方位角、φ_j是在分区i的方位角对面的分区j的方位角，即：分区j与分区i之间呈180度，并且N是图11中的分区的总数量。地理信号可以被用作对应的地理信号相位和地理信号衰减。例如，V_Geo2可以提供

${\mathrm{Phase}}_{Geo}\left({\mathrm{\φ}}_i\right)=phase\left\{V_R^T\left({\mathrm{\φ}}_i\right)\right\}-phase\left\{V_R^T({\mathrm{\φ}}_i+\mathrm{\π})\right\}$ 和(4)

$A_{Geo}\left({\mathrm{\φ}}_i\right)=log\left|V_R^T\left({\mathrm{\φ}}_i\right)\right|-log\left|V_R^T({\mathrm{\φ}}_i+\mathrm{\π})\right|.---\left(5\right)$

在测量的电阻率本质上是真电阻率的距离处，测量工具105在同质区域中并且地理信号的相位为零。

处理单元120允许在不使用反演程序的情况下估算出待确定的真岩层电阻率，处理单元120将来自具有一套部署的倾斜天线的天线布置的测量值转换为对应于在一套不同的倾斜角处的天线的测量值。或者，这个使用转换程序的估算值可以被用作深度反演过程的起点，以使得反演的地质岩层可以被优化。在任一情况下，这一转变过程的使用可以提供精确度增强的电阻率测量并避免极化尖角效应。另外，可以将提供真岩层电阻率的整个程序进行为真岩层电阻率的实时确定。处理单元120可以被构造成以与本文论述的处理和程序类似或相同的方式执行。

在不同的实施方案中，测量工具105可以被实施在如随钻测井(LWD)工具的随钻测量(MWD)应用程序中。控制单元115和处理单元120可以集成在壳体中，壳体可与多个天线一起在钻井中操作。电子工具可以放置在安装工具的钻柱中的环内。测量工具105可以实施在具有旋转测量工具105的功用性的钢丝绳应用程序中。

在不同的实施方案中，可以在LWD传播波电阻率测量中使用具有消除对电阻率测量的尖角效应的过程的技术。本文论述的方法包括通过方位LWD工具在实时应用程序中获得真岩层电阻率读数的程序。本文的技术也适用于提供深方位电阻率测量、包括具有可执行深方位电阻率测量的倾斜的发射器的工具的适当构造的传感器。这些程序可以应用于如钢丝绳工具的其它测量工具。

图2示出位于同质岩层介质中的电磁工具。传播EM波电阻率工具经常使用电阻率变换表格来说明岩层电阻率。常规的电阻率变换表格是基于在与发射器的发射相关联的两个接收器处接收的复杂的电压信号创建的。利用图2中的发射器T_x的发射，两个接收器R₁和R₂分别测量岩层电阻率值(Rt)变化时改变的两个复杂的电压信号V_R1和V_R2。使用相对于Rt的值相异的V_R2与V_R1的比率的相位部分和衰减部分，可以获取对应的相位和衰减转换表格。图3A-3B显示当在2MHz的频率下操作具有图2中的非倾斜的发射器和非倾斜的接收器时相位和衰减变换表格的实例，其中间隔d₁是12英寸而间隔d₂是20英寸。因此，基于图3A-3B中的图表，这种传播波工具的原始测量可以转换为相位和衰减电阻率读数。

随着倾斜天线的设计的引进，相位和衰减变换表格也可以用于图4中的工具设计。这种倾斜天线的设计可以产生方位敏感性电阻率测量和方位地理信号响应。方位测量能够确定工具的钻井方向并同样指示工具的方位定向。相关的应用程序，如地质导向、基床边界距离、岩层各向异性检测等，都可以基于如利用图4所示的工具设计的这种方位敏感性测量。

电阻率测量呈现围绕测井工具的电阻率测量，但是当工具在具有不同电阻率值的层之间的边界附近时，测量会有问题。在具有高的相对倾角和层之间高的电阻率对比的水平钻井活动期间会出现不合理的电阻率读数。如图5所示，以三层各向同性岩层模型为实例。最上层和最下层均具有1Ω·m的真岩层电阻率，而中间层具有20Ω·m高的电阻率。最上层与中间层之间的上边界在10ft的真垂向井深(TVD)处，而下边界在20ft的TVD处，其指示中间层只有10ft的厚度。在模型中，层被示为平行于水平线，其中平面倾斜的幅值对应于从给定的水平方向倾斜的钻井方向。然而，岩层或基床可能不平行于如地面的水平方向。相对倾角可以被定义为基床平面的正常线与钻井路径或钻孔的方向之间的角度。

如图6所示，对具有对称结构的EM工具模拟补偿信号。对称EM工具具有均在θ_t处倾斜的两个发射器和均在θ_r处倾斜的两个接收器。基于图6中的象限定义倾斜角度θ_t和θ_r，其中z方向是工具的钻井方向而x方向经常由磁强计或重力装置确定。利用2MHz的操作频率、接收器之间8英寸的间隔(S₁)和发射器到两个接收器的中心的16英寸的间隔(S₂)，图7A-7B展示了当在图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中操作两个商业LWD工具时的平均相位和衰减电阻率响应。两个工具中的一个配备有非倾斜的天线线圈，而另一个工具安装有倾斜的中央接收器(θ_r＝45°)和非倾斜的发射器。

如图7A-7B所示，来自两种工具的测量本质上是相同的，以使得图7A-7B中的每一个基本上只示出一个曲线。当工具远离边界时，这两种工具都测量符合真岩层电阻率的良好的电阻率读数。然而，在边界处和在边界附近，电阻率读数变得不现实并且不呈现真岩层电阻率。在没有执行1D反演的情况下使用这种不现实的测量会出现对岩层地质的误解。

在不同的实施方案中，实施技术来直接确定真岩层电阻率，而不运行1D反演。首先，测量组被认为是具有图6中的测量工具的布置，其中发射器的倾斜角固定为0°而接收器的倾斜角从0°调整到85°。类似于具有图5中相同的岩层参数和85°的相对倾斜角的图7A-7B，相对于接收器的几个特定的取向和具有非倾斜的发射器，计算出平均电阻率测量。图8A示出图6中的工具结构的补偿平均相位测量，所述工具结构具有图5的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器，图5具有85°的相对倾角。组841结果包括非倾斜的发射器和具有5°、15°、25°、35°和45°的倾斜角的接收器。曲线842、844、846和848结果分别针对非倾斜的发射器和具有55°、65°、75°和85°的倾斜角的接收器。图8B示出图6中的工具结构的补偿平均衰减电阻率测量，所述工具结构具有图5中具有85°的相对倾角的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器。组851结果包括非倾斜的发射器和具有5°、15°、25°、35°和45°的倾斜角的接收器。曲线852、854、856和858结果分别针对非倾斜的发射器和具有55°、65°、75°和85°的倾斜角的接收器。所述结果得出结论：一些接收器取向产生非常好的相位电阻率测量而不具有极化尖角效应，并接近于真岩层电阻率值；另一方面，在相同的接收器取向上，当测量工具相对远离边界时，对应的衰减电阻率测量会加强尖角效应。

例如，在具有1Ω·m的电阻率值的层中，具有85°倾斜的接收器的工具结构产生类似于真电阻率的平均相位电阻率读数，然而，在具有20Ω·m的电阻率值的中间层中，具有65°倾斜的接收器的工具结构产生接近于岩层模型的平均相位电阻率读数。另一方面，具有85°倾斜的接收器的结构的衰减电阻率响应在测量工具通过边界之前引发尖角效应。例如，当工具位于1Ω·m的岩层中时，这个结构的尖角效应出现在边界之前大约0.65ft处；而当工具位于20Ω·m的岩层中时，尖角效应出现在边界之前大约0.98ft处。因此，通过调整接收器的取向，对应的相位电阻率测量可以被用来指示真岩层电阻率读数，而对应的衰减电阻率可以被用来算出边界位置。

图9A-9B示出用于75°的相对倾角的电阻率测量。图9A示出图6中的工具结构的补偿平均相位测量，图6具有图5的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器，图5具有75°的相对倾斜角。组941结果包括非倾斜的发射器和具有5°、15°、25°、35°和45°的倾斜角的接收器。曲线942、944、946和948结果分别针对非倾斜的发射器和具有55°、65°、75°和85°的倾斜角的接收器。图9B示出图6中的工具结构的补偿平均衰减电阻率测量，图6具有图5的岩层模型中的非倾斜的发射器和各种倾斜的接收器，图5具75°的相对倾斜角。组951结果包括非倾斜的发射器和具有5°、15°、25°、35°和45°的倾斜角的接收器。曲线952、954、956和958结果分别针对非倾斜的发射器和具有55°、65°、75°和85°的倾斜角的接收器。再次，如果测量工具远离边界时，改变接收器取向对电阻率测量不具有影响，然而它会产生边界附近的不同的电阻率读数。这些发现可以被用来直接评估真岩层电阻率并检测边界位置。

另外，已经发现由常规转换表格计算的电阻率测量也可以通过发射器的取向垂直于接收器的取向的天线结构来获取。图10A-10B示出发射器与接收器之间的两个垂直布置的85°相对倾角处的补偿相位和衰减电阻率，其中一个布置具有发射器的负45°的倾斜角和接收器的45°的倾斜角(曲线1042和1052)，而另一个布置具有发射器的5°的倾斜角和接收器的负85°的倾斜角(曲线1044和1054)。图10A-10B也比较另外两个结构的电阻率响应，另外两个结构都配备有非倾斜的发射器，但是接收器在两个不同的倾斜角处倾斜(用于45°的接收器倾斜角的曲线1046和1056，和用于85°的接收器倾斜角的曲线1048和1058)。如图10A-10B所示，类似的结论表明：特定天线取向的相位电阻率测量显著降低或消除电阻率尖角效应并精确估算真岩层电阻率；相反地，相同的天线方位的衰减电阻率测量强调尖角效应和附近边界的早期发现。

相对于两种工具结构和执行的对应模拟做出上文论述的发现。一个工具结构配备有非倾斜的发射器和倾斜的中央接收器，并且另一个结构由具有发射器与接收器之间的垂直布置的倾斜的发射器和倾斜的接收器建立。由于互易定理，所有描述的发射器和接收器都可以互换。因此，如果发射器变为接收器或接收器变为发射器，那么可以获取类似的模拟结果和结论。

考虑具有非倾斜的发射器和任意倾斜的接收器的图6的的工具结构。随着发射器(T₁或T₂)的发射，在两个中央接收器中的一个接收的电压可以被写为：

其中，T_ind指示发射器而R_ind指示接收器(ind是1或2)、φ是工具方位角、θ_r是接收器的倾斜角、是在图6中当发射器T_ind定向在z方向而接收器R_ind定向在z方向时的耦合部件，以及是在图6中当发射器T_ind定向在z方向而接收器R_ind定向在x方向时的耦合部件。如图11所示，在实践中，完整的工具旋转的测量被N分区分开，其中每一个分区位于相异的方位角φ_i处。方程式(6)可以修改为

其中i指示图11中定义的不同的分区。要在钻孔中测量的测量工具具有接收器，所述接收器具有固定而不能随意改变的倾斜角。在用于LWD应用程序的测量工具结构中，由于LWD旋转操作，在井下钻井期间可以得到完整旋转的所有方位测量。考虑具有倾斜的接收器和非倾斜的发射器的EM工具，所述倾斜的接收器具有θ_r1(θ_r1≠0)的倾斜角。基于方程式(7)，完整旋转的所有方位测量的平均可以表达为：

方程式(9)可以推导自方程式(7)和方程式(8)以获取在具有不同的倾斜角θ_r2的相同接收器处接收的新方位测量

因为θ_r1是已知的并由工具设计定义，方程式(9)在原始测量量的基础上呈现方法来计算与具有倾斜角θ_r2的所需倾斜的接收器相关联的新方位测量

考虑图6的工具结构，其具有发射器与接收器之间的垂直布置的倾斜的发射器和倾斜的接收器。在接收器处接收的，对应于发射器的发射信号的测量信号可以被表达为：

是在图6中当发射器T_ind定向在j方向而接收器R_ind定向在k方向时的耦合部件；j或k指示x、y或z方向。因此，九个耦合部件是解耦方程式(10)必不可少的并且随后计算所需天线取向的新的测量。这展示出：相关的处理方案对于具有倾斜的发射器和倾斜的接收器的工具结构，比对于具有非倾斜的发射器和倾斜的接收器的工具结构更复杂。

为了调整发射器和接收器取向两者并获取关于任意天线取向的新的测量，可以使用多部件天线系统。图12A-12B示出来实现这种目的的天线设计的实例。工具必须配备有至少一个倾斜的发射器和两个倾斜的接收器，或一个倾斜的接收器和两个倾斜的发射器，其中两个天线(图12A-12B中的发射器或接收器)位于具有与第三天线相同的距离(S)的相同的位置。因此，放置于图12A-12B中的相同的位置处的两个天线中的一个可以在图12C的任何象限中具有任意的倾斜角，另一个必须在与第一天线取向的象限邻近的象限中具有倾斜角，并且第三天线可以以任意角倾斜。例如，如果图12A-12B中的θ_r1(或θ_t1)在图12C的象限1中，那么θ_r2(或θ_t2)必须在图12C的象限2或象限4中。另外，图13A-13C示出具有获得与图12A-12B中的结构相同的功能性的能力的更多的工具结构。要注意的是在图12A-12B和图13A-13C中，发射器和接收器均可以是可互换的。另外，图14A-14C示出结构，所述结构能够获取关于任意发射器和接收器取向的补偿测量，以便基于本文论述的处理方案实现所需电阻率测量。

地质信号也是用来预测测量工具什么时候接近、离开或通过层之间的边界的重要参数。图15示出被构造来提供深方位电阻率测量的测量工具的构造，测量工具作为实例可以用作商业LWD工具。图15示出具有非倾斜的发射器和45°倾斜的接收器的天线结构的一个16英寸的间隔。图16A示出来自图15的测量工具的补偿平均相位电阻率响应，以用于具有85°和65°倾斜角的两个特定倾斜的接收器。图15的结构的补偿平均相位电阻率由曲线1641描绘。图16B示出来自图15的测量工具的图5中具有85°的相对倾角的岩层模型的地理信号相位图像。相对于每个旋转的总分区数量(32)提供用于这种情况的地理信号图像。

图16A示出当测量工具接近处于10ft的TVD、约9.3ft的第一边界时，地理信号示出显著的响应。另外，基于地理信号方位响应的正负符号，它展示出钻井是从具有较低电阻率的层到具有较高电阻率的层。因此，在9.3ft的TVD处，可以通过使用本文论述的技术将中央接收器的倾斜角调整到85°倾斜角来恢复相位电阻率。在图16A中，新的相位电阻率读数由曲线1642示出。在通过第一边界之后，地理信号响应的符号改变并预测出工具现在位于具有较高电阻率值的层中。现在，相位电阻率读数可以由65°倾斜角的接收器重新计算、由曲线1643指示、位于中间层中。当测量工具通过处于20ft的TVD的第二边界时，地理信号响应的符号再次改变，并且由于基于地理信号方位响应的符号变化而期待具有较低电阻率值的新的层，新的相位电阻率可以由85°倾斜的接收器确定、由曲线1644指示。因此，图16A的曲线1642、曲线1643和曲线1644可以被结合起来，以便估算值非常接近真岩层模型的电阻率读数并有效消除测量工具的电阻率读数的尖角效应(以曲线1641描绘)，所述测量工具被构造来提供图15的深方位电阻率测量。

图15中的工具布置包括在上文论述的地理信号应用程序中是非倾斜的发射器，以便确定真岩层电阻率的估算值并有效消除尖角效应。地理信号相位图像和确定真岩层电阻率的类似处理方案也可以由具有发射器与接收器之间的垂直布置的倾斜的发射器和倾斜的接收器实现。可以使用可利用本文论述的倾斜角转换方案的其它布置。

图17示出确定真岩层电阻率的处理方案的示例实施方案的流程图。在1710处，使用物理测量井下工具结构执行对于平均相位电阻率的定期测量，并且基于这个工具结构计算平均相位电阻率。在1720处，使用对应的地理信号响应。对应的地理信号响应可以包括相对于工具结构从测量产生的那些地理信号响应。在1730处，应用这些对应的地理信号响应来确定岩层模型。根据层位置，这些岩层模型可以包括电阻率。在1740处，基于地理信号响应的使用，做出关于测量的电阻率是否是真岩层电阻率的确定。如果地理信号响应识别显著的信号，那么应当存在附近的边界并且电阻率读数可能不精确。没有边界的情况下，地理信号响应基本上是零。在1750处，如果显著的信号被识别，那么天线取向的调整被识别。在1760处，可以处理天线取向识别的调整，以便将来自物理测量工具结构的操作的测量值转换到对应于天线取向调整的测量值，并且重新计算平均相位电阻率。使用地理信号响应的调整可以指向来自存储数据的最佳天线取向或者可以是迭代过程。在1770处，基于地理信号响应的使用做出真岩层电阻率的确定。因此，处理方案可以基于地理信号响应，使用与特定天线取向相关联的新的平均相位电阻率读数的重新计算。最后，这个处理方案可以获得精确的电阻率测量并且避免极化尖角效应。

图18示出确定真岩层电阻率的处理方案的示例实施方案的流程图。在1810处，从在钻孔中操作的具有天线布置的测量工具获取原始测量。在1820处，多个天线取向应用于原始测量。根据本文论述的技术，可以使用这些多个天线取向将原始测量转换为新的测量。在1830处，响应于多个天线取向，计算各种平均相位电阻率以获取若干平均相位电阻率测量。在1840处，可以做出关于这些平均相位电阻率测量是否提供真岩层电阻率的估算值的确定。如果不存在边界效应，那么所有的相位电阻率测量应该是相同的，这意味着相位电阻率测量估算真岩层电阻率。然而，如果在与相异的天线取向相关联的相位电阻率测量之中存在差异，那么在1850处包括标准地理信号响应，以便确定合适电阻率读数以用于在1860处确定真岩层电阻率。

与本文论述的技术类似或相同，提供来自原始测量的新测量值的各种转换技术可以应用于不同的处理方案。转换技术和处理方案的这种组合可以提供非常快速并简单的方法，以便显著减少或消除尖角效应并直接检测真岩层电阻率。另外，这种结合可以被用来获取可以被应用为1D反演初始猜测的电阻率值，并且之后执行反演来优化反演的岩层地质。

上文论述的技术基本上使用在水平和倾斜钻井中。在具有0°相对倾角的垂直钻井中，这些技术不能如上文描述的那样调整天线取向。图19A示出图6中的工具结构的补偿平均相位测量，所述工具结构具有图5中具有0°的相对倾角的岩层模型中的发射器和接收器的不同取向。图19B示出图6中的工具结构的补偿平均相位测量，所述工具结构具有图5中具有0°的相对倾角的岩层模型中的发射器和接收器的不同取向。不同的取向包括非倾斜的发射器与倾斜5°、25°、45°、65°和85°的接收器，以及(θ_t,θ_r)＝(45°,45°)、(25°,65°)和(5°,85°)的倾斜取向对。然而，图19A-19B各自基本上示出了两个曲线(对应于非倾斜的发射器布置的曲线1941和1943，以及对应于倾斜的发射器布置的曲线1942和1944)，因为具有非倾斜的发射器的所有取向的结果具有基本上相同的响应，并且具有倾斜的发射器和接收器两者的所有取向的结果具有基本上相同的结果。

对应于0°相对倾角在垂直钻井中钻井的非倾斜的发射器的情况下，的耦合部件将为零并且因此在方程式(7)中的接收信号被修改为：

因为电阻率测量由处于中央接收器的信号与图6中两个发射器的一个发射的比率计算，比率信号可以表达为

因此，方程式(12)说明接收器的倾斜角对平均电阻率测量没有影响。另一方面，在具有对应于在垂直钻井中钻井的倾斜的发射器和倾斜的接收器两者的情况下，所有的交叉耦合部件 和是零并且和的直接耦合部件是相同的。因此，在方程式(10)中的接收信号可以被修改为

可以看出，具有发射器和接收器的任何倾斜角的工具将在具有非常低的相对倾角的垂直钻井期间具有相同的接收信号。要注意的是在垂直钻井(0°相对倾角)中不存在电阻率极化尖角效应，因此在垂直钻井(0°相对倾角)应用程序中，常规电阻率测量可以被直接用于地质解释和/或1D岩层反演。因此，本文论述的处理技术的实施方案不需要应用于垂直钻井(0°相对倾角)操作。

通过虚拟地调整天线取向实施上文提到的所有方法，以便在新测量中消除电阻率极化尖角效应。另一方面，也可以通过物理调整天线取向实施所述方法以便获得相同的结果。对于天线取向的物理调整，图1中的控制单元115可以是可操作的，以便将所需的天线取向分配给特定的发射器或接收器传感器，以使得传感器可以被物理定向。那么图1中的处理单元120可以之后从新的物理定向的发射器和接收器获取实际测量。

在不同实施方案中，提供有用的处理方案来消除电阻率极化尖角效应并进一步确定真岩层电阻率。可以使用方位LWD传播波工具实施这些处理方案。这些处理方案可以提供简单并快速的技术来了解岩层地质并直接计算真岩层电阻率而不需要1D反演，这可以提供增强的方法，在未增强的方法中如果没有执行1D反演，那么在水平钻井期间经常出现电阻率尖角效应并伴随岩层地质的误解。这种技术应用在许多不同的商业工具中。另外，使用这种处理方案可能有利于油田操作，在油田操作中1D反演结果可以被改进并且相关的实时应用程序(如至基床边界距离反演(DTBB))可以被优化。

图20示出确定真岩层电阻率的示例方法的实施方案的特征。在2010处，从在钻孔中操作测量工具获取测量值。获取测量值的测量工具具有发射器天线和接收器天线布置。获取测量值可以包括在测量工具的旋转期间从进行测量获取值，测量工具的旋转划分成N分区，其中N分区(N≥2)的完成是测量工具的一次完整旋转，其中N是分区的总数。

在2020处，针对修改的布置产生新的测量值。修改的布置可以是虚拟布置。修改的布置具有与某种布置相同的发射器天线和接收器天线，所述某种布置具有的发射器天线、接收器天线或发射器天线和接收器天线两者的取向都已从布置的取向进行调整。可以通过使用包括布置中的接收器天线的倾斜角和修改的布置中的相同接收器天线的倾斜角的关系，来处理来自操作测量工具的测量值，以便产生新的测量值，其中布置中的接收器天线的倾斜角不同于修改的布置中的相同接收器天线的倾斜角。产生新的测量值可以包括产生这是根据

其用于具有至少两个或更多个接收器天线和至少一个或多个发射器天线的布置，其中T_ind指示不同的发射器而R_ind指示不同的接收器，是在分区i，(i＝1…N)中，响应于从发射器T_ind发射的信号而在接收器R_ind处测量的信号，并且是利用从操作所述测量工具获取所述测量值的所述布置中的处于倾斜角θ_r1的所述接收器天线R_ind取得的用于所述修改的布置中的处于倾斜角θ_r2的所述接收器天线R_ind的所述新的测量值。在所述布置和修改的布置中发射器可以是非倾斜的。在所述布置中发射器可以是倾斜的，以使得发射器垂直于接收器。产生新的测量值可以包括测定耦合部件以计算产生的所述布置可以包括布置的至少一个或多个发射器或至少两个或更多个接收器，以使得每一个发射器与每一个接收器之间的间隔处于固定距离。

在2030处，新的测量被用来确定真岩层电阻率的估算值。真岩层电阻率的估算值可以在一维或多维反演程序中用作初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。可以实时进行所述方法。在实施方案中，与图20相关联的方法可以包括物理调整发射器天线和接收器天线的布置，以便形成新定向的发射器和接收器天线；从新定向的发射器和接收器天线获取测量；以及使用新的测量来确定真岩层电阻率的估算值。

图21示出确定真岩层电阻率的示例方法的实施方案的特征。在2110处，从在钻孔中操作测量工具获取测量值。获取测量值的测量工具具有发射器天线和接收器天线布置。获取测量值可以包括在测量工具的旋转期间从进行测量获取值，测量工具的旋转划分成N分区，其中N分区(N≥2)的完成是测量工具的一次完整旋转，其中N是分区的总数。在2120处，从测量值确定平均相位电阻率。

在2130处，做出关于平均相位电阻率是否对应于真岩层电阻率的确定。确定平均相位电阻率是否对应于真岩层电阻率可以包括确定当测量工具获取测量值时，其是否在边界附近。从在钻孔中操作测量工具中可以产生地理信号，并且地理信号可以被用来确定当测量工具获取测量值时，其是否在边界附近。

在2140处，相对于天线布置中的接收器的不同的倾斜角，使用测量值重新评估平均相位电阻率。重新估算值可以基于关于真岩层电阻率的确定。重新评估平均相位电阻率可以包括转换所获取的测量值，以使得来自在所述布置中从发射器发射信号的，对应于在所述布置中具有倾斜角的接收器处的信号的信号被转换为具有不同的倾斜角的接收器处的信号。转换所获取的测量值可以包括相对于耦合部件调整所获取的测量值。重新评估的真岩层电阻率可以在一维或多维反演程序中用作初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。可以实时进行所述方法。

相对于原始天线布置中的接收器的不同的倾斜角，使用测量值重新评估平均相位电阻率可以包括布置的物理调整。在实施方案中，方法可以包括从在钻孔中操作测量工具中获取测量值，所述测量工具具有天线布置；从测量值确定平均相位电阻率；确定平均相位电阻率是否对应于真岩层电阻率；物理调整发射器和接收器天线的布置，从而形成新定向的发射器和接收器天线；从新定向的发射器和接收器天线获取测量；以及使用新的测量来评估平均相位电阻率。来自新测量的平均相位电阻率可以在一维或多维反演程序中用作初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。可以实时进行所述方法。

图22示出确定真岩层电阻率的示例方法的实施方案的特征。在2210处，从在钻孔中操作测量工具获取测量值。获取测量值的测量工具具有发射器天线和接收器天线布置。获取测量值可以包括在测量工具的旋转期间从进行测量获取值，测量工具的旋转划分成N分区，其中N分区(N≥2)的完成是测量工具的一次完整旋转，其中N是分区的总数。

在2220处，从测量值计算平均相位电阻率。在2230处，使用地理信号响应来确定测量工具是否在边界附近。

在2240处，基于地理信号响应将天线取向调整至特定天线取向。可以虚拟地或物理地调整至特定天线取向。特定天线取向可以至少部分地不同于天线布置的天线取向。天线布置可以包括至少一个或多个非倾斜的发射器和具有相同倾斜角的至少两个或更多个接收器，并且特定天线取向具有带有不同于所述天线布置的所述倾斜角的倾斜角的至少两个或更多个接收器。天线布置可以包括布置为垂直于具有相同的倾斜角的至少两个或更多个接收器的至少一个或多个倾斜的发射器，并且特定天线取向具有带有不同于所述天线布置的所述倾斜角的倾斜角的接收器。可以响应于所述天线布置中所述发射器中的一个产生信号而在接收器中的一个接收器处测定电压信号，并且基于相同的倾斜角和不同于相同的倾斜角的特定取向的倾斜角，电压信号通过处理被转换为所述一个接收器的新的电压信号。

在2250处，相对于特定天线取向重新计算新的平均相位电阻率，以便估算真岩层电阻率。重新计算的新的真岩层电阻率可以在一维或多维反演程序中用作初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。可以实时进行所述方法。

图23示出确定真岩层电阻率的示例方法的实施方案的特征。在2310处，从在钻孔中操作测量工具获取测量值。获取测量值的测量工具具有发射器天线和接收器天线布置。获取测量值可以包括在测量工具的旋转期间从进行测量获取值，测量工具的旋转划分成N分区，其中N分区(N≥2)的完成是测量工具的一次完整旋转，其中N是分区的总数。

在2320处，从多个天线取向的每一个的测量值计算平均相位电阻率。多个天线取向可以包括天线布置。

在2330处，可以比较平均相位电阻率以确定平均相位电阻率是否估算出真岩层电阻率。比较平均相位电阻率可以包括确定平均相位电阻率之间的各自差异的幅值是否大于阈值。阈值可以设置为零。然而，噪声和缺陷会导致阈值不是零。为了考虑这种小的差异，阈值可以是大于零的误差量。

在2340处，如果比较未识别出真岩层电阻率的估算值，那么使用地理信号响应来确定对应于真岩层电阻率的读数。对应于真岩层电阻率的读数可以在一维或多维反演程序中用作初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。可以实时进行所述方法。

在不同实施方案中，当测量工具在井下移动时，可以处理来自井下操作测量工具的测量值组。处理测量值可以包括确定用于岩层电阻率的值以及产生地理信号。地理信号提供测量正在岩层之间的边界附近移动的指示。当确定边界存在时，测量值可以转换为减少或消除与井下测量值相关联的尖角效应、对应于测量工具的天线取向的测量值。电阻率可以被重新计算以用于对应于倾斜角的转换的测量，倾斜角从基于地理信号响应的测量的倾斜角中调整。对于在测量工具的移动中遇到的每一个边界，两个或多个重新计算可以被执行；至少一个接近边界而至少一个离开边界。多个重新计算可以归因于与测量工具的天线的不同的倾斜角相关的测量值，测量工具位于不同电阻率岩层之间的边界的不同侧面之上，以用于补偿尖角效应。调整的倾斜角的选择可以是使用地理信号响应的迭代过程。可以实时实现这些过程来确定真岩层电阻率。另外，确定真岩层电阻率的过程可以包括本文论述的不同实施方案的特征。

在不同实施方案中，机器可读存储装置可以构造为其上存储指令，当所述指令被机器执行时，所述指令使机器执行操作，所述操作包括使用被构造成处理从井下操作的测量工具获取的测量值的处理器和处理单元，以便确定真岩层电阻率。测量工具具有被构造为与本文论述的发射器和接收器布置类似或相同的发射器天线和接收器天线布置。处理器和处理单元可以耦合至在钻孔中操作的测量工具。从执行指令中执行的操作包括但不限于：从测量值确定电阻率；产生地理信号；确定用于测量工具的调整的倾斜角；基于调整的倾斜角将测量值转换为新测量值；确定边界附近的操作的存在；确定电阻率是否是真岩层电阻率；以及执行程序来确定真岩层电阻率的估算值。可以执行指令来以与本文论述的过程相同或类似的方式来执行操作。可以结合控制单元来执行指令，以便控制发射选择的发射器和/或接收器，并以与相关联于本文论述的方法的操作类似或相同的方式在选择的发射器和/或接收器(考虑到互易)处收集信号。另外，在本文中，机器可读存储装置是存储由装置内的物理结构表示的存储数据的物理装置。机器可读存储装置的实例包括但不限于：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储装置、光学存储装置、闪速存储器和其他电子、磁学和/或光学存储装置。

在不同实施方案中，系统包括：具有天线布置中的一个或多个发射器和一个或多个接收器的测量工具；可操作来在天线布置中产生信号并收集信号的控制单元；以及用于控制并处理来自操作测量工具的测量值的处理单元。测量工具、控制单元和处理单元被配置来操作，以便执行与相关联于本文论述的方法的特征类似或相同的方法的特征。可以将一个或多个发射器和一个或多个接收器实现为收发器。控制单元是可操作的，以便管理来自收发器的信号的选择性产生，并管理在收发器处的接收信号的选择性收集。控制单元和处理单元可以被构造为独立单元或集成单元。控制单元和处理单元可以是单独的或与测量工具一体形成。

图24描绘可操作来确定真岩层电阻率的示例系统的特征的方框图。系统2400包括具有发射器2410-1和接收器2410-2的布置，在钻孔中可操作的工具2405。工具2405的发射器2410-1和接收器2410-2的布置可以被实现为与本文论述的布置类似或相同。系统2400也包括控制器2415、存储器2442、电子装置2443以及通信单元2445。控制器2415和存储器2442可以被布置成操作工具2405，以便获取工具2405被操作时的测量工具，并将获取的数据分配给许多分区，每一个分区与工具2405的旋转中的方位角相关。控制器2415和存储器2442可以被实现为控制发射器天线2410-1的选择的一个的激活，并控制来自工具2405中接收器天线2410-2的选择的一个的数据获取；以及管理处理方案来结合本文描述的测量程序和信号处理以便确定真岩层电阻率。处理单元2420可以被构造成执行操作来管理处理方案，以便根据测量程序和信号处理，以与本文描述的实施方案类似或相同的方式来确定真岩层电阻率。

可以结合控制器2415使用电子装置2443，以便执行与利用工具2405的发射器2410-1和接收器2410-2进行井下测量相关联的任务。通信单元2445可以包括在钻井操作中的井下通信。这种井下通信可以包括遥测系统。

系统2400也可以包括总线2447，其中总线2447提供系统2400的部件之间的导电性。总线2447可以包括地址总线、数据总线和控制总线，每一个均独立配置。总线2447可以使用公共导线以用于提供一个或多个地址、数据或控制，公共导线的使用可以由控制器2441管制。可以配置总线2447使得系统2400的部件是分布式的。这种分布可以布置在井下部件(如工具2405的发射器2410-1和接收器2410-2)与可以设置在钻井的地面上的部件之间。或者，部件可以共同位于如一个或多个钻柱的环上或钢丝绳结构上。

在不同的实施方案中，外围装置2446可以包括显示器、另外的存储内存，和/或可以结合控制器2441和/或存储器2442操作的其它控制装置。在实施方案中，控制器2415可以被实现为一个或多个处理器。外围装置2446可以布置有显示器与存储在存储器2442中的指令，所述指令用于实施用户界面以管理工具2405的操作和/或分布在系统2400内的部件。可以结合通信单元2445和总线2447来操作这种用户界面。系统2400的各种部件可以与工具2405一体形成，以使得能够在测量附近在井下或在地面处执行针对本文的不同实施方案论述的处理方案相同或类似的处理。

图25描绘处于钻井现场的系统2500的实施方案，其中系统2500包括可操作来确定真岩层电阻率的装置。系统2500可以包括具有发射器天线和接收器天线布置的工具2505-1、2505-2或2505-1和2505-2两者，所述工具是可操作的，以便做出可以用于包括但不限于确定岩层的电阻率的许多钻井任务的测量。工具2505-1和2505-2可以被构造为与本文论述的工具架构或工具架构组合相同或类似，工具2505-1和2505-2包括可操作来以与本文论述的处理技术相同或类似的方式执行处理方案的控制单元和处理单元。工具2505-1、2505-2或2505-1和2505-2均可以分布在系统2500的部件之中。能够以类似或相同的方式将工具2505-1和2505-2实现为本文论述的控制单元、发射器、接收器和处理单元布置。可以根据本文教导的不同实施方案构造、制造并校准工具2505-1和2505-2。

系统2500可以包括位于钻井2506的地面2504处的钻机2502和一系列钻杆，即钻柱2529，所述钻柱2529连接在一起以便形成穿过转盘2507下放到井筒或钻孔2512-1中的钻柱。钻机2502可以为钻柱2529提供支持。钻柱2529可以操作来穿透转盘2507，用于钻出钻孔2512-1穿过地下岩层2514。钻柱2529可以包括钻杆2518和位于钻杆2518的下部的底部钻孔组件2520。

底部钻孔组件2520可以包括钻铤2516和钻头2526。钻头2526可以操作来通过穿透地面2504和地下岩层2514来产生钻孔2512-1。底部钻孔组件2520可以包括工具2505-1，工具2505-1附接至钻铤2516以便进行测量来确定岩层参数。可以构造工具2505-1以用于实施为MWD系统，如LWD系统。包括工具2505-1的外壳可以包括电子器件以开始来自选择的发射器天线的测量，并收集来自选择的接收器天线的测量信号。这种电子器件可以包括处理单元，处理单元通过标准通信机制提供岩层参数的分析以用于在钻井中操作。分析可以包括分析用于每个研究的岩层的真岩层电阻率的估算值。或者，电子器件可以包括通信接口，所述通信接口用于通过标准通信机制将由工具2505-1收集的测量信号提供给地面以用于在钻井中操作，其中可以在地面处的处理单元处分析这些测量信号，以便提供包括用于每个研究的岩层的真岩层电阻率的估算值的岩层参数的分析。

在钻井操作期间，钻柱2529可以由转盘2507旋转。另外或可选地，底部钻孔组件2520也可以由位于井底的马达(例如，泥浆马达)旋转。钻铤2516可以被用来增加钻头2526的重量。钻铤2516也可以使底部钻孔组件2520变硬，以便允许底部钻孔组件2520将增加的重量转移至钻头2526，而且反过来协助钻头2526穿透地面2504和地下岩层2514。

在钻井操作期间，泥浆泵2532可以将钻井流体(有时作为“钻井泥浆”被本领域的技术人员熟知)从泥浆池2534抽出，通过软管2536进入钻杆2518并向下到达钻头2526。钻井流体可以从钻头2526中流出并且穿过钻杆2518与钻孔2512-1的侧面之间的环形区域2540回到地面2504。钻井流体可以随后回到泥浆池2534中，在泥浆池2534中流体被过滤。在一些实施方案中，钻井流体可以被用来冷却钻头2526，同样在钻井操作期间为钻头2526提供润滑。另外，钻井流体可以被用来去除由操作钻头2526产生的地下岩层岩屑。

在不同的实施方案中，工具2505-2可以被包括在耦合至例如像用于钢丝绳应用程序的测井电缆2574的工具主体2570中。包括工具2505-2的工具主体2570可以包括电子器件，所述电子器件开始来自选择的发射器天线的测量并收集来自选择的接收器天线的测量信号。这种电子器件可以包括处理单元，处理单元通过标准通信机制提供岩层参数的分析以用于在钻井中操作。分析可以包括分析用于每个研究的岩层的真岩层电阻率的估算值。或者，电子器件可以包括通信接口，所述通信接口用于通过标准通信机制将由工具2505-2收集的测量信号提供给地面以用于在钻井中操作，其中可以在地面处的处理单元处分析这些测量信号，以便提供包括用于每个研究的岩层的真岩层电阻率的估算值的岩层参数的分析。测井电缆2574可以被实现为钢丝绳(多个电力和通信线路)、单电缆(单导体)和/或细钢丝绳(没有用于电力或通信的导体)，或其它用于在钻孔2512使用的适宜结构。虽然图25描绘了用于钢丝绳应用程序的布置和用于LWD应用程序的布置，但是也可以为了这两个应用程序中的一个而实现系统2500。

虽然本文已示出和描述了特定实施方案，但本领域技术人员应了解，旨在实现相同目的的任何布置可以代替所示的特定实施方案。各种实施方案使用本文描述的实施方案的排列和/或组合。应理解，以上描述旨在是说明性的，而非限制性的，并且本文采用的短语或术语是用于描述的目的。通过研究以上描述，上述实施方案以及其它实施方案的组合对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。

Claims (27)

1.一种方法，其包括：

从在钻孔中操作测量工具获取测量值，所述测量工具具有发射器天线和接收器天线的布置；

通过使用包括所述布置中与修改的布置中相同的接收器天线的倾斜角不同的接收器天线的倾斜角的关系，处理来自操作所述测量工具的所述测量值，产生用于具有相同的发射器天线和接收器天线的所述修改的布置的新的测量值；以及

使用所述新的测量来确定真岩层电阻率的估算值。

2.如权利要求1所述的方法，其中获取测量值包括在所述测量工具的旋转期间从进行测量获取值，所述测量工具的所述旋转划分成N分区，其中所述N分区(N≥2)的完成是所述测量工具的一次完整旋转，其中N是分区的总数，并且产生新的测量值包括产生这是根据

${V_{R_{ind}}^{T_{ind}}}^{\′}\left(i\right)=V_{R_{ind}}^{T_{ind}}\left(i\right)\×\frac{{\mathrm{sin\θ}}_{r2}}{{\mathrm{sin\θ}}_{r1}}+\frac{2}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{V}_{R_{ind}}^{T_{ind}}\left(i\right)\×\frac{sin({\mathrm{\θ}}_{r1}-{\mathrm{\θ}}_{r2})}{\sin \left(2{\mathrm{\θ}}_{r1}\right)},i=1,2,...,N$

其用于具有至少两个或更多个接收器天线和至少一个或多个发射器天线的布置，其中T_ind指示不同的发射器而R_ind指示不同的接收器，是在分区i，(i＝1…N)中，响应于从发射器T_ind发射的信号而在接收器R_ind处测量的信号，并且是利用从操作所述测量工具获取所述测量值的所述布置中的处于倾斜角θ_r1的所述接收器天线R_ind取得的用于所述修改的布置中的处于倾斜角θ_r2的所述接收器天线R_ind的所述新的测量值。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述发射器在所述布置中和所述修改的布置中是非倾斜的。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述发射器在所述布置中是倾斜的，以使得所述发射器垂直于所述接收器。

5.如权利要求4所述的方法，其中产生新的测量值包括测定耦合部件以计算产生的

6.如权利要求1所述的方法，其中所述布置包括布置的至少一个或多个发射器或至少两个或更多个接收器，以使得每一个发射器与每一个接收器之间的间隔处于固定距离。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括将所述真岩层电阻率的所述估算值用作一维或多维反演程序中的初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括

物理调整所述发射器天线和所述接收器天线的所述布置，以便形成新定向的发射器和接收器天线；

从所述新定向的发射器和接收器天线获取测量；以及

使用所述新的测量来确定真岩层电阻率的所述估算值。

9.一种方法，其包括：

从在钻孔中操作测量工具获取测量值，所述测量工具具有天线布置；

从所述测量值确定平均相位电阻率；

确定所述平均相位电阻率是否对应于真岩层电阻率；以及

相对于所述天线布置中接收器的不同的倾斜角，使用所述测量值重新评估所述平均相位电阻率。

10.如权利要求9所述的方法，其中确定所述平均相位电阻率是否对应于真岩层电阻率包括确定当获取所述测量值时所述测量工具是否在边界附近。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述方法包括从在所述钻孔中操作所述测量工具产生地理信号，并且使用所述地理信号来确定当获取所述测量值时所述测量工具是否在边界附近。

12.如权利要求9所述的方法，其中重新评估所述平均相位电阻率包括转换所获取的测量值，以使得来自在所述布置中从发射器发射信号的，对应于在所述布置中具有倾斜角的所述接收器处的信号的信号被转换为具有不同的倾斜角的所述接收器处的信号。

13.如权利要求9所述的方法，其中转换所获取的测量值包括相对于耦合部件调整所获取的测量值。

14.如权利要求9所述的方法，其中所述方法包括将所述重新评估的平均相位电阻率用作一维或多维反演程序中的初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。

15.一种方法，其包括：

从在钻孔中操作测量工具获取测量值，所述测量工具具有天线布置；

从所述测量值确定平均相位电阻率；

确定所述平均相位电阻率是否对应于真岩层电阻率；

物理调整所述发射器天线和所述接收器天线的所述布置，从而形成新定向的发射器和接收器天线；

从所述新定向的发射器和接收器天线获取测量；以及

使用所述新的测量来评估所述平均相位电阻率。

16.一种方法，其包括：

从在钻孔中操作测量工具获取测量值，所述测量工具具有天线布置；

从所述测量值计算平均相位电阻率；

使用地理信号响应来确定所述测量工具是否在边界附近；

基于所述地理信号响应，虚拟地或物理地将天线取向调整至特定天线取向，所述特定天线取向至少部分地不同于所述天线布置的天线取向，以及

相对于所述特定天线取向重新评估新的平均相位电阻率，以估算真岩层电阻率。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述天线布置包括至少一个或多个非倾斜的发射器和具有相同倾斜角的至少两个或更多个接收器，并且所述特定天线取向具有带有不同于所述天线布置的所述倾斜角的倾斜角的所述至少两个或更多个接收器。

18.如权利要求16所述的方法，其中所述天线布置包括布置为垂直于具有相同的倾斜角的至少两个或更多个接收器的至少一个或多个倾斜的发射器，并且所述特定天线取向具有带有不同于所述天线布置的所述倾斜角的倾斜角的所述接收器。

19.如权利要求17或18所述的方法，其中响应于所述天线布置中所述发射器中的一个产生信号而在所述接收器的一个接收器处测定电压信号，并且基于所述相同的倾斜角和不同于所述相同的倾斜角的所述特定取向的倾斜角，所述电压信号通过处理被转换为所述一个接收器的新的电压信号。

20.如权利要求16所述的方法，其中所述方法包括将所述重新计算的新的平均相位电阻率用作一维或多维反演程序中的初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。

21.一种方法，其包括：

从在钻孔中操作测量工具获取测量值，所述测量工具具有天线布置；

从多个天线取向的每一个的所述测量值计算平均相位电阻率，所述多个天线取向包括所述天线布置；

比较所述平均相位电阻率以确定所述平均相位电阻率是否估算出真岩层电阻率；以及

如果所述比较未识别出所述真岩层电阻率的估算值，那么使用地理信号响应来确定对应于所述真岩层电阻率的读数。

22.如权利要求21所述的方法，其中比较所述平均相位电阻率包括确定所述平均相位电阻率之间的各自差异的幅值是否大于阈值。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述阈值是零或大于零的误差量。

24.如权利要求21所述的方法，其中所述方法包括将对应于所述真岩层电阻率的所述读数用作一维或多维反演程序中的初始猜测，以使得反演的地质岩层被优化。

25.如权利要求1、9、15、16或21所述的方法，其中实时进行所述方法。

26.一种其上存储指令的机器可读存储装置，当所述指令被机器执行时，所述指令使所述机器执行操作，所述操作包括权利要求1至25中任一项所述的方法。

27.一种系统，其包括：

测量工具，其具有天线布置中的一个或多个发射器和一个或多个接收器；

控制单元，其可操作来在所述天线布置中产生信号并收集信号；以及

处理单元，其用于控制并处理来自操作所述测量工具的测量值，其中所述测量工具、所述控制单元和所述处理单元被配置成根据权利要求1至25中任一项来操作。