CN105283634A - 基于来自井筒中的多个工具深度测量值检测地层边界位置 - Google Patents

Abstract

本文描述了用于检测地层边界位置的系统、方法和软件。在某些方面，地表下层的边界基于来自测井点的测量值和与来自所述测井点的所述测量值相关联的梯度进行识别。第一测量值基于在第一工具深度下操作电阻率测井工具的发送器和接收器而生成。所述梯度根据所述第一测量值和第二测量值计算。所述第二测量值基于在第二不同工具深度下操作所述电阻率测井工具的所述发送器和所述接收器而生成。

Description

基于来自井筒中的多个工具深度测量值检测地层边界位置

背景

本说明书涉及例如基于来自井筒中的多个工具深度的电阻率测量值检测地层边界位置。

在电缆测井和随钻测井的领域中，电磁电阻率测井工具已经被用来基于岩层的电阻率(或其倒数，导电率)对地表下进行勘探。一些电阻率测井工具包括用于发送电磁信号至地层中的多个天线以及用于接收地层响应的多个接收器天线。地层中的地表下层的性质可从由接收器检测出的地层响应识别出。

附图描述

图1A为示例性布井系统的示图。

图1B为包括电缆测井环境下的电阻率测井工具的示例性布井系统的示图。

图1C为包括随钻测井(LWD)环境下的电阻率测井工具的示例性布井系统的示图。

图2为示例性计算系统的示图。

图3为示例性电阻率测井工具的示图。

图4为用于数值模拟的地下地层模型400的示图。

图5为通过数值模拟生成的示例性电阻率测井测量值的曲线图。

图6A和图6B为通过数值模拟生成的示例性电阻率测井数据的曲线图。

图7为示出用于识别地下层边界的示例性技术的流程图。

各种附图中的相同参考符号指示相同元素。

详细描述

本说明书的一些方面描述稳健的反演技术。在一些实施方式中，反演技术可用于例如根据来自定向随钻测井(LWD)测量值有效地计算至地层边界(DTBB)的距离。例如，地表下层边界位置可在钻井期间或其它类型的操作期间实时识别。边界位置信息可根据通过在井筒中的不同位置处操作电阻率测井工具生成的测量值之间的差进行确定。

在一些情况下，此处所描述的技术对于许多类型的条件或现象具有稳健性。例如，边界位置可根据给定工具深度处的单个测量值进行确定，即使该测量值接近零。边界位置信息可用于许多目的，诸如像地质导向决策(控制钻井方向等)及其它。此处所描述的技术可由各种类型的计算系统和设备实施。例如，在一些情况下，操作中的一些或全部可由嵌入在测井工具中的处理器执行。此外，此处所描述的技术可被实施，以便实现井筒中或别处的实时地层边界检测。

图1A为示例性布井系统100的示图。示例性布井系统100包括电阻率测井系统108和地表面106下方的地下区域120。布井系统可包括图1A中未示出的额外特征或不同特征。例如，布井系统100可包括额外布井系统组分、电缆测井系统组分等。

地下区域120可包括一个或多个地下层或地下区域中的全部或部分。图1A中示出的示例性地下区域120包括多个地表下层122和穿透所述地表下层122的井筒104。地表下层122可包括沉积层、岩石层、砂层或这些其它类型的地表下层的组合。地表下层中的一个或多个可包含流体，诸如盐水、油、气体等。虽然图1A中示出的示例性井筒104为垂直井筒，但是电阻率测井系统108可在其它井筒取向上实施。例如，电阻率测井系统108可被适应用于水平井筒、倾斜井筒、曲线井筒、垂直井筒或这些的组合。

示例性电阻率测井系统108包括测井工具102、地面设备112和计算子系统110。在图1A中示出的实例中，测井工具102为井下测井工具，其当设置在井筒104中时操作。图1A中示出的示例性地面设备112在表面106处或其上方操作，例如靠近井口105，以便控制测井工具102以及布井系统100的可能的其它井下设备或其它组分。示例性计算子系统110可接收并分析来自测井工具102的测井数据。电阻率测井系统可包括额外特征或不同特征，且电阻率测井系统的特征可按照图1A中所呈现的方式或另一方式进行布置和操作。

在一些情况下，计算子系统110的全部或部分可实施为地面设备112、测井工具102或二者的组分，或可与地面设备112、测井工具102或二者的一个或多个组分成一体。在一些情况下，计算子系统110可实施为与地面设备112和测井工具102分开的一个或多个离散计算系统结构。计算子系统110可为或可包括图2中示出的示例性计算系统200、其它类型的计算设备或其组合。

在一些实施方式中，计算子系统110嵌入在测井工具102中，且计算子系统110和测井工具102可当设置在井筒104中时同时操作。例如，虽然在图1A中示出的实例中计算子系统110被示出位于表面106的上方，但是计算子系统110的全部或部分可存在于表面106的下方，例如位于或靠近测井工具102的位置处。

布井系统100可包括通信或遥测设备，该通信或遥测设备允许计算子系统110、测井工具102与电阻率测井系统108的其它组分之间的通信。例如，电阻率测井系统108的组分可分别包括用于各种组分之间的有线或无线数据通信的一个或多个收发器或类似设备。例如，电阻率测井系统108可包括用于电缆遥测、有线管道遥测、泥浆脉冲遥测、声学遥测、电磁遥测或这些其它类型的遥测的组合的系统和设备。在一些情况下，测井工具102从计算子系统110或其它源接收命令、状态信号或其它类型的信息。在一些情况下，计算子系统110从测井工具102或另一源接收测井数据、状态信号或其它类型的信息。

电阻率测井操作可连同各种类型的井下操作在布井系统的使用寿命的各种阶段执行。地面设备112和测井工具102的结构属性和组分中的许多将取决于电阻率测井操作的情境。例如，电阻率测井可在钻井操作期间、电缆测井操作期间或其它情境下执行。为此，地面设备112和测井工具102可包括或可连同钻井设备、电缆测井设备或用于其它类型的操作的其它设备一起操作。

在一些实例中，电阻率测井操作在电缆测井操作期间执行。图1B示出包括电缆测井环境下的电阻率测井工具102的示例性布井系统100b。在一些示例性电缆测井操作中，地面设备112包括位于表面106上方的配备起重机132的平台，该起重机132支撑延伸至井筒104中的有线电缆134。电缆测井操作可例如在钻柱从井筒104移除之后执行，以便允许电缆测井工具102可被有线电缆或测井电缆降至井筒104中。

在一些实例中，电阻率测井操作在钻井操作期间执行。图1C示出包括随钻测井(LWD)环境下的电阻率测井工具102的示例性布井系统100c。钻井通常使用被连接在一起以便形成钻柱140的一串钻管执行，该钻柱140借助于旋转台被降至井筒104中。在一些情况下，随着钻柱140被操作来钻出穿透地下区域120的井筒，表面106处的钻机142对钻柱140进行支撑。钻柱可包括例如钻杆、钻管、底孔组件和其它组分。钻柱上的底孔组件可包括钻环、钻头、测井工具102和其它组分。测井工具可包括随钻测量(MWD)工具、LWD工具及其它。

在一些示例性实施方式中，测井工具102包括用于从地下区域120获得电阻率测量值的地层电阻率工具。如图所示，例如在图1B中，测井工具102可由将工具连接至表面控制单元或地面设备112的其它组分的有线电缆、挠性管或另一结构悬挂在井筒104中。在一些示例性实施方式中，测井工具102被降至相关区域的底部，且随后被向上牵引(例如，以大致上恒定的速度)通过该相关区域。如图所示，例如在图1C中，测井工具102可部署在井筒104中，位于接缝式钻管、硬接线钻管或其它部署硬件上。在一些示例性实施方式中，在钻井操作期间，测井工具102随着钻井操作向下移动通过相关区域来收集数据。

在一些示例性实施方式中，测井工具102在井筒104中的离散测井点处收集数据。例如，测井工具102可递增地向上或向下移动至井筒104中的一系列深度处的每个测井点。在每个测井点处，测井工具102中的仪器(例如，图3中示出的发送器和接收器)在地下区域120上执行测量。测量数据可传达给计算子系统110以便进行存储、处理和分析。这些地层评估数据可在钻井操作期间(例如，随钻测井(LWD)操作期间)、电缆测井操作期间或其它类型的作业期间收集和分析。

计算子系统110可从测井工具102接收和分析测量数据以便检测地表下层122。例如，计算子系统110可基于由井筒104中的测井工具102获得的电阻率测量值识别地表下层122的边界位置和其它性质。例如，在一些情况下，电阻率越高指示油气聚集的可能性越高。

在一些情况下，地表下层122的边界位置基于至地层边界的距离(DTBB)分析检测出。例如，电阻率测井系统108可根据测井工具102上的参考点确定至每个地表下层122的边界的距离。测井工具102上的参考点可表示例如位于或靠近测井工具102中的发送器和接收器阵列的轴向中心的井筒深度或另一位置处的井筒深度。每个地表下层122的边界可表示例如地表下层122与井筒104相交处的井筒深度。

在一些实施方式中，测井工具102包括多个天线，所述多个天线分别作为发送器或接收器操作。发送器天线可采用交流电来生成电磁场，该电磁场可在周围区域中感生涡电流。涡电流可生成磁场，该磁场可由测井工具102中的接收器天线检测出。

一些示例性测井工具包括多个发送器和多个接收器，其中每个发送器和每个接收器位于沿测井工具的纵向轴的不同位置处。多个接收器可基于来自单个发送器的信号检测响应。由两个分隔开的接收器接收到的信号可具有相位差和振幅差。

在一些情况下，单个测井工具中的发送器和接收器中的一些或全部可以多种电磁频率操作。由在多种频率和多种间隔下操作的发送器和接收器获得的测量值可为地层检测提供多面性和其它优点。灵敏度范围可受到地层、工具的结构或其它考虑因素的影响。

地下区域120的各种方面可影响由测井工具102生成的电阻率测量值。例如，地层各向异性、地层俯角、至边界的距离和其它因素可对电阻率测井测量值具有重大影响，且电阻率测井系统108可依赖这些参数来获得准确的地层电阻率和位置估计。

在一些情况下，示例性计算子系统110基于由测井工具102生成的电阻率测量数据使用反演技术来获得关于地层参数的信息。一些示例性反演技术通过在模拟数据与测量值之间查找最佳或其它可接受的匹配来操作。模拟数据可利用地层参数假设生成，所述地层参数包括水平电阻率、垂直电阻率、俯角、边界位置等。

在一些情况下，示例性电阻率测井系统108可生成快速、实时的至边界距离计算。例如，在钻井情境下，当前测井点的位置对于做出现场钻井决策可能是重要的。当地层电阻率已知时，一维(1D)反演代码可利用定向LWD测量值获得至地层边界距离(DTBB)，且可当有足够的测量值可用时给出反演结果。

对于一些示例性反演技术，两个未知的距离(例如，至上部边界和下部边界的距离)可根据来自测井工具102的至少两个不同原始测量值进行确定。例如，可需要两个原始测量值来降低不确定性。在一些情况下，测井工具102获得井筒104中的单个测井位置处的两个或更多个原始测量值，并将全部原始测量值发送至计算子系统110进行分析(例如，进行至地层边界距离计算)。

在一些情况下，计算子系统110可使用反演技术，该反演技术对关于井筒104中的单独测井位置的单个原始测量值起作用。存在以下多种情况：即计算子系统110处仅有一个关于测井位置的原始测量值可用。例如，遥测技术约束(例如，数据传输速度、带宽、数据损坏等)可能会限制从测井工具102实时(或在其它时间考虑因素内)发送至计算子系统110的数据量。举另一实例来说，关于测井位置的原始测量值中的一些可例如由于靠近地表下层的中心位置处的平衡电效应而过弱。

在一些实施方式中，计算子系统110可使用稳健的反演技术，以便基于井筒104中的不同测井工具位置处的电阻率测量值之间的差来确定至地层边界距离(DTBB)。在一些情况下，稳健的反演技术可利用来自测井位置的每一个的一个测量值实时识别至上部地层边界和下部地层边界的距离。例如，计算子系统110可使用关于第一测井位置的单个原始测量值以及该原始测量值相关于第二(先前)测井位置的梯度来确定两个未知的距离(例如，至上部边界和下部边界的距离)。

图2为示例性计算系统200的示图。示例性计算系统200可以与图1A的计算子系统110相同的方式使用，或示例性计算系统200可以另一方式使用。在一些情况下，示例性计算系统200可连同布井系统(例如，图1A中示出的布井系统100)一起操作，且可定位在或定位靠近布井系统的一个或多个钻井或定位在远程位置处。计算系统200的全部或部分可独立于布井系统操作。

图2中示出的示例性计算系统200包括由总线165可通信地联接的存储器150、处理器160和输入/输出控制器170。存储器150可包括例如随机存取存储器(RAM)、存储装置(例如，可写只读存储器(ROM)或其它)、硬盘或另一类型的存储介质。计算子系统110可被预编程，或其可通过从另一源(例如，从CD-ROM、通过数据网络从另一计算机装置或以其它方式)加载程序进行编程(和重新编程)。

在一些实例中，输入/输出控制器170联接至输入/输出装置(例如，监视器175、鼠标、键盘或其它输入/输出装置)和通信链路180。输入/输出装置通过通信链路接收和发送呈模拟或数字形式的数据，所述通信链路诸如串行链路、无线链路(例如，红外、射频或其它),、并联链路或另一类型的链路。

通信链路180可包括任意类型的通信通道、连接器、数据通信网络或其它链路。例如，通信链路180可包括无线或有线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、私用网络、公用网络(诸如，互联网)、WiFi网络、包括卫星链路的网络或另一类型的数据通信网络。

存储器150可存储与操作系统、计算机应用程序和其它资源相关联的指令(例如，计算机代码)。存储器150还可存储应用程序数据和数据对象，所述数据对象可由在计算系统200上运行的一个或多个应用程序或虚拟机器解释。如图2中所示，示例性存储器150包括测井数据151、层数据152、其它数据153和应用程序154。存储器150中的数据和应用程序可存储为任何合适的形式或格式。

测井数据151可包括来自测井工具的测量值和其它数据。在一些情况下，测井数据151包括关于井筒中的多个不同测井点的每一个的一个或多个测量值。例如，当获得了给定测量值时，与所述给定测量值相关联的测井点可为测井工具的参考点的位置。

测井数据151可包括来源于一个或多个测量值的信息。例如，测井数据151可包括来自每个测井点的测量值之间的差以及来源于原始测量值的其它类型的信息。测井数据151中的每个测量值和相关联信息可包括原始数据或处理的数据或其组合。每个测量值可包括由在一个或多个信号频率下操作的一个或多个发送器-接收器对获得的数据。每个测量值可包括由以一个或多个发送器-接收器间隔操作的多个发送器-接收器对获得的数据。

层数据152可包括地表下层上的信息。例如，层数据152可包括描述电阻率、大小、深度、体积、几何结构、展布范围、孔隙率、压力的信息和关于地表下层的其它信息。在一些实施方式中，层数据152包括由反演引擎生成的信息。例如，层数据152可包括来源于电阻率测量值和测井数据151中的其它信息的至地层边界的距离信息。因此，层数据152可包括与一个或多个测井点相关联的信息。例如，层数据152可指示从测井点至一个或多个层边界的距离。

其它数据153可包括由应用程序154使用的、生成的或另外与该应用程序154其相关联的其它信息。例如，其它数据153可包括模拟数据或其它信息，所述模拟数据或其它信息可被反演引擎用来根据测井数据151产生层数据152。

应用程序154可包括软件应用程序、脚本、程序、功能、可执行文件或由处理器160解释或执行的其它模块。例如，应用程序154可包括反演引擎、梯度计算器和其它类型的模块。应用程序154可包括用于执行与图5至图7有关的操作中的一个或多个的机器可读指令。

应用程序154可从存储器150、从另一本地源或从一个或多个远程源(例如，通过通信链路180)获得输入数据，诸如测井数据、模拟数据或其它类型的输入数据。应用程序154可生成输出数据并将输出数据存储在存储器150中，存储在另一本地介质中或存储在一个或多个远程装置中(例如，通过借助于通信链路180发送输出数据)。

处理器160可执行指令，以便例如基于数据输入生成输出数据。例如，处理器160可通过执行或解释软件、脚本、程序、功能、可执行文件或应用程序154中所包含的其它模块来运行应用程序154。处理器160可执行与图5至图7有关的操作中的一个或多个。由处理器160接收的输入数据或由处理器160生成的输出数据可包括测井数据151、层数据152或其它数据153中的任一个。

图3为示例性电阻率测井工具300的示图。示例性电阻率测井工具300可在图1A中示出的电阻率测井系统108中使用，例如以与测井工具102、测井工具102的组分相同的方式的使用，或以另一方式使用。示例性电阻率测井工具300可在其它类型的系统(包括其它类型的电阻率测井系统)或其它情境中(例如，在其它类型的布井系统中)使用。

大体而言，定向电阻率工具具有沿该工具隔开的(N)个倾斜或同轴发送器天线T₁,T₂,T₃,…,T_N，以及在轴向上与发送器天线间隔开的且彼此间隔开的(N’)个倾斜或同轴接收器天线R₁,R₂,R₃,…,R_N′。”在一些情况下，在电阻率测井工具已经被放置在井筒中之后，工具可旋转并收集由多间隔和多频率电源发送器激发的接收器测量值。由不同频率和间隔的定向电阻率工具获得的测量值可具有不同的地层参数灵敏度和不同的检测能力，即使是对于相同的参数。在一些情况下，长发送器/接收器间隔执行用于地层边界和围岩电阻率的深度测量，而短发送器/接收器间隔提供局部区域的准确信息。

示例性电阻率测井工具300为定向电阻率工具的一个实例。示例性电阻率测井工具300包括工具主体303、六个发送器302a、302b、302c、302d、302e、302f和三个接收器304a、304b、304c。电阻率测井工具可包括额外特征，诸如像用于控制发送器和接收器的操作的数据处理设备，用于为发送器和接收器供电的电源，用于处理来自发送器和接收器的数据的计算子系统，用于与外部系统通信的遥测系统等。电阻率测井工具可包括不同数量的发送器、不同数量的接收器或二者，且发送器和接收器可如图3中所示进行布置，或呈另一类型的布置。

工具主体303可包括：结构；组分；或用于支撑发送器、接收器的组件以及电阻率测井工具300的可能的其它组分。工具主体303可连接至电阻率测井系统的其它组分，诸如像钻井组件、电缆组件或另一类型的组分。图3中示出的示例性工具主体303界定电阻率测井工具300的纵向轴，且每个发送器或接收器固定在沿该纵向轴的不同位置处。

在操作期间，工具主体303可在井筒内移动通过一系列测井点。在每个测井点处，发送器和接收器中的一些或全部可在一个或多个信号频率下操作以便收集电阻率数据，所述电阻率数据可在电阻率测井工具300处处理，发送至另一系统进行处理或以上二者。

在以下讨论中，发送器302a、302b、302c、302d、302e和302f分别称为T₁、T₂、T₃、T_3′、T_2′和T_1′，且接收器304a、304b和304c分别称为R₁、R₂和R₃。大体而言，发送器元素和接收器元素可以相对于电阻率测井工具300的纵向轴的任何角度进行设置。在图3中示出的实例中，发送器T₁、T₂、T₃、T_3′、T_2′和T_1′分别与该纵向轴同轴，且接收器元素R₁、R₂和R₃以相对于纵向轴的45度角倾斜。在一些情况下，发送器可倾斜且接收器可同轴；并且在一些情况下，发送器和接收器均倾斜，且发送器和接收器的倾斜角可相同或不同。除此之外，发送器和接收器的角色可互换。可使用呈其它构造的发送器元素和接收器元素。

天线的沿纵向轴的间隔可依据长度参数x进行陈述。在示例性电阻率测井工具300的一些实施方式中，长度参数x等于16英寸；也可使用另一长度参数值。在图3中示出的实例中，沿纵向轴从接收器天线R₁和R₂的中心之间的中间点进行测量，发送器T₃和T_3′定位在±1x(例如，±16英寸)处，发送器T₂和T_2′定位在±2x(例如，±32英寸)处，且发送器T₁和T_1′定位在±3x(例如，±48英寸)处；接收器天线R₁和R₂定位在±x/4(例如，±4英寸)处，且接收器天线R₃定位在-4x(例如，-64英寸)处。发送器和接收器可放置在不同位置处。

长度参数和间隔系数可视需要变化，以便提供更大或更小的探测深度、更高的空间分辨率或更高的信噪比。在说明的间隔下，可在倾斜接收器天线对R₁-R₂以及等距隔开的每一个相应发送器对T₁-T_1′；T₂-T_2′；T₃-T_3′之间的间隔为1x、2x和3x的情况下进行对称电阻率测量。除此之外，可在倾斜接收器天线R₃与相应发送器T₁、T₂、T₃、T_3′、T_2′,和T_1′之间的间隔为1x、2x、3x、5x、6x和7x的情况下进行非对称电阻率测量。在一些情况下，该间隔配置提供多功能性，促成用于地层边界检测的深度(但非对称)测量和用于准确方位电阻率确定的对称测量。

在操作的一些方面中，六个发送器T₁、T₂、T₃、T_3′、T_2′和T_1′中的每一个可依次通电，且三个接收器线圈R₁、R₂和R₃中的每一个感生的产生电压的相位和幅值可进行测量。当工具在井筒中的给定测井位置处旋转时，可获得对全方位旋转(360度旋转)的测量值。呈360度分布的测量值可划分为M个块，其中每个块涵盖360/M度角。第一块(“bin1”)可表示在右上方向上的测量，该方向垂直于测井工具的纵向轴。举例来说，如果块的总数为32，那么第17个块(“bin17”)为“bin1”的反演(相反)方向。根据这些测量或这些测量的组合，可确定地层电阻率。

在一些实施方式中，因为倾斜天线的响应具有方位灵敏性，所以针对块所计算出的地理信号可用作地层边界指标。示例性地理信号计算功能取井筒中的给定轴向位置处的电流块的相位或测井幅值与所有块的平均相位或测井幅值之间的差：

$geo\_{\mathrm{att}}_{R1T1}\left(k\right)=20log\left(A_{R1T1}\right(k\left)\right)-\frac{1}{32}{\mathrm{\Σ}}_{i=\mathrm{1...32}}20\log A_{R1T1}\left(i\right)---\left(1\right)$

$geo\_{\mathrm{pha}}_{R1T1}\left(k\right)={\mathrm{\φ}}_{R1T1}\left(k\right)-\frac{1}{32}{\mathrm{\Σ}}_{i=\mathrm{1...32}}{\mathrm{\φ}}_{R1T1}\left(i\right)---\left(2\right)$

在以上等式(1)和等式(2)中，“geo”指示地理信号，“att”指示衰减，“pha”指示相位，“A”指示电压幅值，“φ”指示电压相位，“R”指示接收器且“T”指示发送器。例如，geo_att_R1T1(k)指示接收器R₁上由T₁激发的第k个块测量的地理信号衰减，且geo_pha_R1T1(k)指示接收器R₁上由T₁激发的第k个块测量的地理信号相位。geo_pha的值以度数为单位进行表示，且geo_att的值以分贝(dB)为单位进行表示。

以上等式(1)和(2)示出示例性地理信号计算，其基于通过操作一个发送器和接收器对获得的数据生成电阻率测井测量值。其它类型的等式可用于生成电阻率测井测量值，且电阻率测井测量值可通过以下方式生成：基于通过操作一个发送器和接收器对获得的数据，或基于通过操作多个发送器和接收器对获得的数据。

例如，补偿的电阻率测井测量值可通过对由多个对称发送器-接收器对获得的数据进行求平均值(或以其它方式进行组合)而生成。发送器和接收器对可包括单个发送器和多个接收器、单个接收器和多个发送器或多个发送器和多个接收器。用于生成电阻率测井测量值的每个发送器和接收器对可具有相同发送器-接收器间隔，或来自多个发送器-接收器间隔的数据可用于生成电阻率测井测量值。补偿的幅值测量α_c的实例如下提供：

α_T1＝log(A_R2T1)-log(A_R1T1)(3a)

α_T1′＝log(A_R1T1′)-log(A_R2T1′)(3b)

α_c＝(α_T1+α_T1′)/2(3c)

其它类型的补偿或未补偿电阻率测井测量值可基于通过操作电阻率测井工具的一个或多个发送器-接收器对获得的数据而生成。

在一些实施方式中，一个或多个地理信号基于由发送器和接收器获得的信号在电阻率测井工具300处(例如，借助于电阻率测井工具300上的一个或多个处理器)生成，或地理信号可在电阻率测井工具300的外部生成。计算系统(例如，图1A中的计算子系统110)可访问生成的地理信号并基于所述地理信号执行至地层边界的距离计算。例如，计算系统可执行反演方法，该反演方法被配置用于接收多个地理信号作为输入。反演方法可识别一个或多个地表下层边界的位置以及地下区域的其它性质。

图4为用于数值模拟的示例性地下地层模型400的示图。示例性地下地层模型400包括地下区域402中的分层地层和表示地下区域402中的真垂直深度(TVD)的坐标轴406。在图4中示出的地下区域402中，地层分别界定相对于坐标轴406的俯角405。俯角405可为例如80度或另一值。

示例性地下地层模型400包括三个地表下层408a、408b、408c，其中中间地表下层408b存在于其它两个地表下层408a、408c之间。在图4中示出的实例中，中间地表下层408b被建模为具有20欧姆米的电阻率，且两个围岩地表下层408a、408c分别被建模为具有1欧姆米的电阻率。也可使用其它电阻率值。

在图4中示出的实例中，中间地表下层408b的厚度410表示为H，且测井点414的深度412表示为D。在这里，深度D表示地下区域402中的测井点414的真垂直深度(TVD)。在一些数值模拟中，地下地层模型400中的中间地表下层408b具有厚度H＝5英尺。在一些数值模拟中，地下地层模型400中的中间地表下层408b具有厚度H＝10英尺。也可为中间地表下层408b的厚度使用其它值。

一些反演技术可基于多个地理信号输入解决至地层边界距离(DTBB)。在这里，至地层边界距离指代从地表下层408b的测井点414至地表下层408b的上部边界和下部边界的距离。一些反演技术可基于单个地理信号输入产生多个不同解决方案。在一些情况下，使用来自相同测井点的多个地理信号不会减少可用解决方案的数量。

例如，当测井点414定位在上部和下部地表下层(408a,408c)就响应提供相同反演效应的位置处时，多个可用的至地层边界距离解决方案可出现不明确性。举一特定实例来说，对于位于中间地表下层408b的垂直中心处的测井点414，在一些情况下，所有地理信号均为零。在这些情况下，两个围岩层(也就是，地表下层408a、408c)的效应彼此抵消，且地表下层408b不影响对测井点414的响应。

图5、图6A和图6B示出基于使用图4中示出的地下地层模型400的数值模拟的数据实例，其中中间地表下层408b的厚度值为H＝5英尺和H＝10英尺。在图5、图6A和图6B中示出的示例性曲线图中，每个曲线图的垂直轴表示地理信号衰减测量的一系列值，单位为dB。在图5、图6A和图6B中示出的示例性曲线图中，水平轴表示关于测井点的真垂直深度的一系列值，单位为英尺。在示出的实例中，真垂直深度从中间地表下层408b的中心进行测量。

在图5、图6A和图6B中，曲线图中示出的示例性电阻率测井测量值为geo_att(参见以上等式1)的第一个块，因为该值在方位测量值中通常具有最强响应。虽然讨论中考虑了无方位旋转的响应，但是所述技术可延伸至其它类型的测量(例如，其它块、旋转测量、geo_pha测量等)。

图5为由数值模拟生成的示例性电阻率测井测量值的曲线图500。在曲线图500中，较陡峭的曲线502表示使用厚度值H＝5英尺的数值模拟中一系列测井点的模拟地理信号衰减测量值；较平缓的曲线502表示使用厚度值H＝10英尺的数值模拟中一系列测井点的模拟地理信号衰减测量值。曲线图500中的曲线502和504示出模拟的地理信号衰减测量值为中间地表下层408b的垂直中心处的测井点的相同值(零dB)。

因为层中心处针对不同厚度产生相同响应，所以垂直中心(TVD＝0)的电阻率测井测量值可引起不明确的反演结果。虽然电阻率测量值是相同的，但是两个曲线的斜度或梯度是不同的，甚至在零响应点处。例如，曲线的梯度可计算为以下二者的比率：(a)两个不同深度处的响应之间的差和(b)两个深度之间的差。例如，当两个不同深度对应于两个相邻测井点“A”和“B”时，梯度可计算为：

梯度可以另一方式计算，基于额外的或不同的信息。例如，梯度可基于其它的块、其它类型的地理信号测量值、其它类型的深度信息等进行计算。

图6A和图6B为通过数值模拟生成的示例性电阻率测井数据的曲线图600a、600b。曲线图600a、600b中的每一个示出图5中示出的曲线图502、504上的每个点的梯度值的10倍(例如，10倍Δgeo_att)。具体地说，图6A中的曲线图600a包括曲线502(来自图5)，其表示来自H＝5英尺的数值模拟的电阻率测井测量值；且图6A中的曲线图600a还包括垂直条606a，其表示根据以上等式(4)计算出的针对曲线502上的每个测井点的梯度值。类似地，图6B中的曲线图600b包括曲线504(来自图5)，其表示根据H＝10英尺的数值模拟的电阻率测井测量值；且图6B中的曲线图600b还包括垂直条606b，其表示根据以上等式(4)计算出的针对曲线504上的每个测井点的梯度值。

如通过对靠近地表下层的中间位置的垂直条606a、606b进行比较所示出，在为零的真垂直深度处(此处响应信号为零)，针对厚度H＝5英尺的梯度值大于针对厚度H＝10英尺的梯度值。为此，该梯度可用于消除不确定性以及在可用于零响应信号的解决方案中进行区分。

如通过对地表下层的其它深度处的垂直条606a、606b进行比较所示出，具有相同响应的其它测井点也存在不同梯度值。例如，图6A中的圆圈区域608a示出当H＝5英尺时geo_att＝1dB，梯度的10倍大约为-0.10；且图6A中的圆圈区域608b示出当H＝10英尺时geo_att＝1dB，梯度的10倍大约为-0.08。因此，一个测量值的梯度可用于反演准确的至边界距离而无需多个解决方案。

在一些情况下，至地层边界距离可基于梯度进行确定，例如通过使用至地层边界距离(DTBB)映射图或由数值模拟生成的其它信息。例如，DTTB映射图可包括针对一系列层厚度、层电阻率、层俯角和可能的其它参数的模拟梯度信号。可将基于测量值的梯度信号(也就是，来源于测井测量值的梯度值)与模拟梯度信号程序库或数据库进行比较，并且可选择匹配基于测量值的梯度信号的模拟梯度信号。然后可从产生匹配模拟梯度信号的模拟参数识别出至地层边界距离。

一些示例性反演技术定义成本函数，并且基于将成本函数降至最低来识别地层参数。可例如根据原始测量值(或基于测量值的数据)与来自建模的模拟结果之间的差来构建成本函数。反演结果(例如，至地层边界距离或另一地层参数)可通过将成本函数降至最低进行计算。可例如基于以下方法实施优化：最小平方法、Marquardt-Levenberg法、高斯-牛顿法或另一技术。也可使用其它反演技术或算法。

图7为示出用于识别地下层边界的示例性方法700的流程图。过程700中的操作的一些或全部可由一个或多个计算装置实施。例如，过程700可由图1A中的计算子系统110、图2中的计算系统200实施，或由另一种类型的系统实施。过程700中的操作的一些或全部可由一个或多个计算装置实施，所述一个或多个计算装置嵌入在测井工具中或以其它方式结合测井工具一起操作。例如，过程700可结合图1A中的测井工具102、图3中的电阻率测井工具300或另一种类型的工具一起实施。

在一些实施方式中，过程700可包括额外的、更少的或不同的操作，所述操作按照图7中示出的顺序或不同顺序执行。此外，过程700中的单独操作或操作子集中的一个或多个可独立执行或作为另一过程的一部分执行。由过程700生成的输出数据，包括由中间操作生成的输出数据，可包括存储的、显示的、打印的、发送的、传达的或处理的信息。

在一些实施方式中，过程700中的操作的一些或全部在布井系统中执行的钻井操作期间或另一种类型的操作期间实时执行。可实时执行操作而无重大延迟，例如通过响应于接收数据(例如，从传感器或监控系统)执行操作。可实时执行操作，例如通过在对额外数据进行监控的同时执行操作。一些实时操作可在钻井操作期间接收输入并产生输出；在一些情况下，在允许操作员(例如，人类或机器操作员)对输出做出响应的时间范围内使得输出可用，例如通过修改钻井操作。

作为原始问题(例如，在操作702之前)，在一些情况下，至地层边界(DTBB)映射图可利用已知的电阻率和俯角构建。该图可包括例如不同厚度和真垂直深度下的模拟测量值和模拟测量值梯度。不同厚度和真垂直深度下的模拟测量值和模拟测量值梯度的实例在图6A和图6B中示出。这些信息可使用地下地层模型生成，该地下地层模型诸如像图4中示出的地下地层模型400或另一种类型的模型。

在一些实施方式中，电阻率测井工具可放置在井筒中，该井筒被界定在包括多个地表下层的地下区域中。例如，电阻率测井工具可为图1A中示出的测井工具102。电阻率测井工具可由钻井组件、电缆测井组件或其它硬件运输。电阻率测井工具可在井筒中的多个工具深度下操作，且每个工具深度可表示不同的测井点。

在702处，获得关于多个测井点的测井数据。例如，每个测井点可表示井筒中的特定工具深度，且可通过在每个工具深度下操作电阻率测井工具的发送器和接收器(其可包括操作多个发送器和多个接收器)获得测井数据。在一些情况下，测井数据被用来生成针对井筒中的每个工具深度的测量值。例如，第一测量值可根据在第一工具深度处获得数据生成，且第二测量值可根据在第二工具深度处获得的数据生成。

第一工具深度和第二工具深度可为连续测井点，或第一工具深度与第二工具深度之间可存在一个或多个其它测井点。针对每个工具深度的测量值可为独立值(例如，单位为dB的单个衰减测量值、单位为度数或弧度的单个相位测量值)或多个值。例如，电阻率测井测量值可为多种地理信号类型中的任一个。电阻率测井测量值的一些实例为根据以上等式(1)、(2)和(3)计算出的地理信号；也可使用其它类型的电阻率测井测量值。模拟测量值的一些实例在图5、图6A和图6B中示出。

在一些情况下，电阻率测井工具最初在第二工具深度下操作以便获得第二测井数据集，且第二电阻率测井测量值基于该第二测井数据集生成。然后，电阻率测井工具被从第二工具深度移至第一工具深度，且电阻率测井工具在第一工具深度下操作来获得第一测井数据集。第一电阻率测井测量值然后可基于第一数据集生成。第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值可分别根据在相同电磁频率下激发发送器而获得的数据生成。例如，第一测井数据集和第二测井数据集可分别对应于相同电磁频率。

在一些情况下，第一电阻率测井测量值基于操作多个发送器和多个接收器生成，且第二电阻率测井测量值基于操作相同的发送器和接收器生成。例如，第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值可分别为基于操作电阻率测井工具的多个对称发送器-接收器对的补偿测量值。

在一些情况下，第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值为未补偿测量值。例如，第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值可分别基于由在井筒中的不同深度下操作的单个发送器-接收器对获得的数据而生成。在一些情况下，电阻率测井工具在操作发送器和接收器的同时在其纵向轴上旋转。第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值可基于在电阻率测井工具的单个取向或多个取向上获得的数据而生成。

在704处，计算出跨多个测井点的梯度。梯度可与在702处获得的当前测井点或任何其它测井点相关联。梯度可基于来自两个相邻测井点的测量值计算出，或梯度可基于来自两个非相邻测井点的测量值计算出。在一些情况下，与测井点相关联的梯度通过减去与两个不同工具深度相关联的测量值并除以所述两个不同工具深度之间的差而生成。例如，梯度可根据以上等式(4)或基于另一等式计算。

在一些情况下，梯度基于两个以上测井点计算。例如，可使用三个、四个、五个或更多的测井点。为此，与特定工具深度相关联的梯度可根据与特定工具深度相关联的测量值以及以类似方式获得的与多个不同工具深度相关联的测量值计算。

在706处，地表下层边界根据与测井点相关联的测井数据和梯度确定。例如，从当前测井位置至上部层和下部层的距离可根据梯度和测量值确定，基于DTBB映射图或另一分析工具。作为使用DTBB映射图的替代或补充，地表下层边界可利用查找表或迭代反演代码确定。

在一些情况下，地表下层边界位置由在井筒中操作的计算装置或其它类型的数据处理设备确定。例如，计算装置可与电阻率测井工具结合(例如，在结构上结合)。在一些情况下，地表下层边界位置由在地表上方、井筒外部操作的计算装置或其它类型的数据处理设备确定。

任何适当的反演技术可用于确定边界位置。在一些情况下，单个地表下层的上部边界和下部边界被检测出。第一工具深度、第二工具深度或二者可存在于地表下层的检测出的上部边界与下部边界之间。在一些情况下，多个地表下层的边界被检测出。例如，两个、三个、四个、五个或更多地表下层的上部边界和下部边界可被检测出。

本说明书中所描述的主题和操作的一些实施方案可在数字电子电路或计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构及其结构等效形式或其一个或多个的组合)中实施。本说明书中所描述的主题的一些实施方案可实施为一个或多个计算机程序，也就是计算机程序指令的一个或多个模块，所述一个或多个模块编码在计算机存储介质上供数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的操作。计算机存储介质可为或可包括在计算机可读存储装置、计算机可读存储基底、随机或串行存取存储器阵列或装置或其一个或多个的组合中。此外，虽然计算机存储介质并非为传播信号，但是计算机存储介质可为编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机存储介质还可为或包括在一个或多个单独的物理组分或介质(例如，多个CD、磁盘或其它存储装置)中。

术语“数据处理设备”涵盖用于处理数据的所有类别的设备、装置和机器，包括例如可编程处理器、计算机、芯片上系统或前述各者中的多个或其组合。设备可包括专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除了硬件和为讨论中的计算机程序营造执行环境的代码(例如，构成处理器固件的代码)之外，设备还可包括协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或其一个或多个的组合。设备和执行环境可实现各种不同的计算模型基础架构，诸如网络服务、分布式计算和网格计算基础架构。

计算机程序(还称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以任何形式的编程语言进行编写，所述语言包括编译或解释语言、声明或过程性语言。计算机程序可能但不必对应于文件系统中的文件。程序可存储在文件的装有其它程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的部分中，存储在专门用于讨论中的程序的单个文件中，或存储在多个协调文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一个计算机或多个计算机上执行，所述一个或多个计算机定位在一个站点处或跨多个站点分布且由通信网络互连。

本说明书中所描述的一些方法和逻辑流可由一个或多个可编程处理器执行，所述一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序以便通过对输入数据起作用以及生成输出来执行操作。所述方法和逻辑流还可由专用逻辑电路执行，且设备还可实施为专用逻辑电路，所述专用逻辑电路例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

适合用于执行计算机程序的处理器包括：例如通用和专用微处理器以及任何类别的数字计算机的处理器。大体而言，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或二者接收指令和数据。计算机包括用于根据指令执行操作的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。计算机还可包括或可被可操作地联接，以便从用于存储数据的一个或多个大容量存储装置接收数据或传输数据至所述一个或多个大容量存储装置，或二者兼有，所述一个或多个大容量存储装置例如磁盘、磁光盘或光盘。然而，计算机不必具有这些装置。适合用于存储计算机程序指令和数据的装置包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置，包括例如半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM、闪存存储器装置及其它)、磁盘(例如，内置硬盘、可移动磁盘及其它)、磁光盘以及CDROM盘和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路进行补充，或并入所述专用逻辑电路中。

为了提供与用户的互动，操作可在计算机上实施，该计算机具有用于向用户显示信息的显示器装置(例如，监视器或另一种类型的显示器装置)以及键盘和指示装置(例如，鼠标、跟踪球、平板、触敏屏幕或另一种类型的指示装置)，用户可借助于所述键盘和指示装置提供输入至计算机。也可使用其它类别的装置来提供与用户的互动；例如，提供给用户的反馈可为任何形式的感觉反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；且来自用户的输入可以任何形式接收，所述形式包括声景输入、语音输入或触觉输入。除此之外，计算机可通过发送文档至用户使用的装置或从用户使用的装置接收文档来与用户互动；例如通过响应于从网络浏览器接收的请求发送网页至用户的客户端装置上的网络浏览器。

客户端和服务器大体上远离彼此，且通常通过通信网络进行互动。通信网络的实例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、网际网络(例如，互联网)、包括卫星链路的网络和对等网络(例如，自组织对等网络)。客户端和服务器的关系依靠在相应计算机上运行的且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序建立。

一方面，地表下层边界基于与多个不同电阻率测井工具深度相关联的测量值之间的差识别出。

在某些方面，第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值被访问。第一电阻率测井测量值与井筒中的第一工具深度相关联，该井筒被界定在包括多个地表下层的地下区域中。第一电阻率测井测量值基于以下生成：在电阻率测井工具存在于井筒中的第一工具深度处的同时操作电阻率测井工具的发送器和接收器。与第一工具深度相关联的梯度根据第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值计算出。第二电阻率测井测量值基于以下生成：在电阻率测井工具存在于井筒中的第二不同工具深度处的同时操作发送器和接收器。关于地表下层的一个或多个的边界位置基于梯度和第一电阻率测井测量值确定。

具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。第一电阻率测井测量值基于以下生成：在电阻率测井工具存在于第一工具深度处的同时操作电阻率测井工具的多个发送器和多个接收器。第二电阻率测井测量值基于以下生成：在电阻率测井工具存在于第二工具深度处的同时操作电阻率测井工具的相同发送器和接收器。第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值为补偿测量值，基于由电阻率测井工具的多个对称发送器-接收器对获得的数据生成。

另外或可选地，具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值为未补偿测量值，基于由单个发送器-接收器对获得的数据生成。第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值分别根据通过在相同电磁频率下激发发送器而获得的数据生成。

另外或可选地，具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值基于以下生成：在利用电磁频率对发送器进行激发的同时由接收器检测出的电磁信号的相位或幅值(或二者)。操作发送器和接收器包括围绕电阻率测井工具的纵向轴旋转电阻率测井工具。第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值分别基于在电阻率测井工具的单个取向或多个取向上获得的数据。

另外或可选地，具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。独立地表下层的上部边界和下部边界的位置基于梯度和第一电阻率测井测量值进行确定。第一工具深度存在于独立地表下层的上部边界与下部边界之间。确定边界位置包括确定从第一工具深度至一个或多个地表下边界的距离。确定边界位置包括执行至地层边界距离分析。确定边界位置包括将梯度和第一电阻率测井测量值作为输入提供至反演引擎，以及从该反演引擎接收边界位置信息作为输出。

在某些方面，电阻率测井系统包括计算系统，该计算系统可操作用于确定地下区域中的地表下层的边界位置。边界位置基于第一电阻率测井测量值确定，该第一电阻率测井测量值与界定在地下区域中的井筒中的第一工具深度相关联。第一电阻率测井测量值基于以下生成：在电阻率测井工具存在于第一工具深度处的同时操作电阻率测井工具的发送器和接收器。边界位置基于与第一工具深度相关联的梯度确定。梯度根据第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值进行计算。第二电阻率测井测量值基于以下生成：在电阻率测井工具存在于井筒中的第二不同工具深度处的同时操作发送器和接收器。

具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。电阻率测井系统包括电阻率测井工具。电阻率测井工具包括：界定电阻率测井工具的纵向轴的工具主体；设置在沿纵向轴的多个位置处的发送器天线；以及设置在沿纵向轴的多个位置处的接收器天线。电阻率测井工具上的参考点位置界定井筒中的工具深度。

另外或可选地，具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。电阻率测井工具可操作用于在第一工具深度下操作的同时获得第一数据集；基于该第一数据集生成第一电阻率测井测量值；在第二工具深度下操作的同时获得第二数据集；基于该第二数据集生成第二电阻率测井测量值；以及发送第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值至计算系统。电阻率测井工具可操作用于通过以下方式从发送器和接收器获得数据：在激发发送器上的电磁频率的同时检测接收器上的电磁响应信号。

另外或可选地，具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。计算系统可操作用于从电阻率测井工具接收第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值；基于所述第一电阻率测井测量值和第二电阻率测井测量值计算梯度；以及生成指示地表下层的边界位置的输出信息。梯度可基于以下二者的比率计算：(i)第一电阻率测井测量值与第二电阻率测井测量值之间的差以及(ii)第一工具深度与第二工具深度之间的距离。

另外或可选地，具有这些方面和其它方面的实施方式可包括以下特征中的一个或多个。计算系统可操作用于在钻井操作期间或电缆测井操作期间实时确定地层边界位置。计算系统嵌入在电阻率测井工具中，且计算系统被配置以便在被设置在井筒中的同时进行操作。

具有这些方面和其它方面的一些实施方式至少在一些操作情况下可提供以下优点中的一个或多个。与一些常用的反演方法相比，此处所描述的技术在一些情况下可对当测井点从上部层和下部层接收到相同反演效应时可用的多个解决方案中进行区分。此处所描述的技术在一些情况下可基于弱信号强度提供更为准确的反演结果，或甚至当仅有一个地理信号可用于给定测井点时。此处所描述的技术在一些情况下可利用定向电阻率测井工具提供关于至地层边界距离(DTBB)的快速且可靠的反演结果。因此，可基于更少的测量值、更少的发送数据、更少的数据计算等生成地质导向决策和其它类型的信息。

虽然本说明书包含许多细节，但是这些细节不应当解释为限制要求保护的范围，而应当解释为特定于特定实例的特征的描述。还可结合本说明书中在单独实施方式的情境下所描述的某些特征。相反，在单个实施方式的情境下描述的各种特征还可单独或以任何合适的子组合形式在多个实施方案中实施。

已经描述了若干实施方案。然而，应理解，可做出各种修改。因此，其它实施方案也在以下权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于检测地表下层边界位置的方法，所述方法包括：

访问基于在井筒中的第一工具深度下操作电阻率测井工具的发送器和接收器而生成的第一测量值，所述井筒被界定在包括多个地表下层的地下区域中；

计算与所述第一工具深度相关联的梯度，所述梯度根据所述第一测量值和第二测量值计算，所述第二测量值基于在所述井筒中的第二不同工具深度下操作所述电阻率测井工具的所述发送器和所述接收器而生成；以及

通过操作数据处理设备，基于与所述第一工具深度相关联的所述梯度和所述第一测量值确定所述地表下层的一个或多个的边界位置。

2.如权利要求1所述的方法，所述第一测量值基于在所述第一工具深度下操作所述电阻率测井工具的多个发送器和多个接收器生成，所述第二测量值基于在所述第二工具深度下操作所述电阻率测井工具的相同发送器和接收器生成。

3.如权利要求2所述的方法，所述第一测量值和所述第二测量值分别为基于操作所述电阻率测井工具的多个对称发送器-接收器对的补偿测量值。

4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，所述第一测量值和所述第二测量值分别为基于由单个发送器-接收器对获得的数据的未补偿测量值。

5.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，所述第一测量值和所述第二测量值分别根据通过在相同电磁频率下激发所述发送器而获得的数据生成。

6.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，所述第一测量值和所述第二测量值分别基于以下中的至少一个生成：在利用电磁频率对所述发送器进行激发的同时由所述接收器检测出的电磁信号的相位或幅值。

7.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中操作所述发送器和所述接收器包括围绕所述电阻率测井工具的纵向轴旋转所述电阻率测井工具，且所述第一测量值和所述第二测量值分别基于在所述电阻率测井工具的多个预定取向下获得的数据。

8.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其包括基于所述梯度和所述第一测量值确定独立地表下层的上部边界和下部边界的位置，其中所述第一工具深度存在于所述独立地表下层的所述上部边界与所述下部边界之间。

9.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其进一步包括：

在所述第二工具深度下操作所述电阻率测井工具，以便获得第二数据集；

基于所述第二数据集生成所述第二测量值；

将所述电阻率测井工具从所述第二工具深度移至所述第一工具深度；

在所述第一工具深度下操作所述电阻率测井工具，以便获得第一数据集；

基于所述第一数据集生成所述第一测量值；以及

基于以下二者的比率计算所述梯度：(i)所述第一测量值与所述第二测量值之间的差以及(ii)所述第一工具深度与所述第二工具深度之间的距离。

10.一种编码有指令的非暂时性计算机可读介质，当所述指令由数据处理设备执行时执行操作，所述操作包括：

基于以下各项确定地下区域中的地表下层的边界位置：

与界定在所述地下区域中的井筒中的第一工具深度相关联的第一测量值，所述第一测量值基于在所述第一工具深度下操作电阻率测井工具的发送器和接收器生成；以及

与所述第一工具深度相关联的梯度，所述梯度根据所述第一测量值和第二测量值计算，所述第二测量值基于在所述井筒中的第二不同工具深度下操作所述电阻率测井工具的所述发送器和所述接收器而生成。

11.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中确定边界位置包括执行至地层边界距离分析。

12.如权利要求10或11所述的计算机可读介质，其中确定边界位置包括：

将所述梯度和所述第一测量值作为输入提供至反演引擎；以及

从所述反演引擎接收边界位置信息作为输出。

13.一种电阻率测井系统，其包括：

计算系统，其可操作用于：

接收由设置在界定在地下区域中的井筒中的电阻率测井工具生成的信息；以及

基于以下各项确定所述地下区域中的地表下层的边界位置：

第一测量值，其基于在所述井筒中的第一工具深度下操作所述电阻率测井工具的发送器和接收器生成；以及

梯度，其根据所述第一测量值和第二测量值计算，所述第二测量值基于在所述井筒中的第二不同工具深度下操作所述电阻率测井工具的所述发送器和所述接收器而生成。

14.如权利要求13所述的系统，其进一步包括所述电阻率测井工具，其中所述电阻率测井工具包括：

工具主体，其界定所述电阻率测井工具的纵向轴；

发送器天线，其设置在沿所述纵向轴的多个位置处；以及

接收器天线，其设置在沿所述纵向轴的多个位置处。

15.如权利要求14所述的系统，其中所述电阻率测井工具上的参考点的位置界定所述井筒中的所述工具深度。

16.如权利要求14或15所述的系统，其中所述电阻率测井工具可操作用于：

在所述第一工具深度下操作的同时获得第一数据集；

基于所述第一数据集生成所述第一测量值；

在所述第二工具深度下操作的同时获得第二数据集；

基于所述第二数据集生成所述第二测量值；以及

提供所述第一测量值和所述第二测量值至所述计算系统。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述计算系统可操作用于：

访问由所述电阻率测井工具提供的所述第一测量值和所述第二测量值；

基于所述第一测量值和所述第二测量值计算所述梯度；以及

生成指示所述地表下层的所述边界位置的输出信息。

18.如权利要求13或14所述的系统，其中所述电阻率测井工具可操作用于通过以下方式从所述发送器和所述接收器获得数据：在激发所述发送器上的电磁频率的同时检测所述接收器上的电磁响应信号。

19.如权利要求13或14所述的系统，其中所述计算系统可操作用于在钻井操作期间或电缆测井操作期间实时确定地层边界位置。

20.如权利要求13或14所述的系统，其中所述计算系统嵌入在所述电阻率测井工具中，且所述计算系统被配置成当设置在所述井筒中时操作。