CN110191999B - 用多个初始猜测进行的多层地床边界距离(dtbb)反演 - Google Patents

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Abstract

提供了用于地质导向反演的系统和方法。基于地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地层的井筒的路径的响应。每个初始模型表示在指定的范围内的不同数量的地层层。基于在所述作业的当前阶段期间获得的测量，确定所述工具相对于一个或多个地层参数的实际响应。将所述实际响应与从所述初始模型中的每一者预测的响应进行比较。基于所述比较和选择标准，选择所述模型中的至少一者作为反演模型。基于所述选定模型，沿着所述井筒路径针对所述作业的后续阶段执行反演。基于反演结果，针对所述后续阶段调整所述井筒路径。

Description

用多个初始猜测进行的多层地床边界距离(DTBB)反演
技术领域
本公开大体涉及油气勘探和生产，并且具体地涉及用于在用于油气勘探和生产的井下作业期间井筒的定向钻井的地质导向反演。
背景技术
在油气勘探和生产领域中，井下测井工具典型地用于提供在井筒钻穿地层时在该井筒周围的岩层的性质的指示。这种井下测井工具的一个示例是随钻电磁电阻率测井(LWD)工具。这种LWD工具典型地包括至少一个发射天线和多个接收天线，接收天线位于沿着工具的轴线的距发射天线的不同的距离处。发射天线用于在周围地层中生成电磁场。继而，在地层中的电磁场在每个接收天线中感生电压。地层的响应被转换成一组反演参数，该组反演参数然后用于估计地层的各种性质。此类信息可以用于确定是流体、诸如油气的存在与否。
在井下测井操作期间，可以逐点地执行反演。为了处理地层异质性，诸如来自地层层边界的肩部效应，可以执行“一维”(1D)反演以确定与井下工具从至少单个点获取的测量值匹配的适当层状地层模型。因此，基于这种地层模型的1D反演可以用于执行“地床边界距离”(DTBB)分析，以用于映射在不同的地层层之间的边界。
然而，常规的DTBB反演技术一般需要具有关于下面地层的特定假设的初始地层模型。然而，不正确的假设可能引起不能准确地表示实际地层的地层模型。由于这种模型倾向于产生陷入局部最小值中的反演结果，因此该模型可能对于反演来说是病态的。随着在反演中的地层层的数量增加，这种趋势变得更糟。例如，当使用井下测井工具在地层内的扩展范围内收集的深度测量反演来执行时，地层层的数量可能是相当大的。
由于地层层的数量通常在反演中是未知变量，因此常规的反演技术使用确定性方法来基于预选择的层数量而执行反演。预选择的层数量典型地是基于先验信息，例如预先存在的井筒模型，并且当在井下作业的过程中执行反演时保持恒定。然而，选定层数量可能基本上偏离在井下作业期间需要执行反演的实际层数量。因此，可能向反演过程中引入另外的不确定性。尽管可以使用无梯度反演技术(例如，随机反演)来将层数量优化为变量，但是由于这种无梯度技术产生可接受的反演结果所需要的漫长的模拟时间和/或附加的计算资源，无梯度反演的效率通常远低于确定性反演。
附图说明
图1A是包括用于在井场处执行井下作业的测井工具的说明性钻井系统的图。
图1B是包括用于在井场处执行井下作业的电缆工具的说明性钻井系统的图。
图2是用于在井场处的井下作业期间的井规划和控制的说明性系统的框图。
图3是示出针对地下地层的多个层的地床边界距离(DTBB)反演的结果的曲线图。
图4是用于在井下作业期间的地质导向反演的说明性过程的流程图。
图5是用于并行运行用于多层DTBB反演的多个反演模型的说明性过程的流程图。
图6是可实现本公开的实施方案的说明性计算机系统的框图。
说明性实施方案的描述
本公开的实施方案涉及用多个初始猜测进行的多层地床边界距离(DTBB)反演，以此用于井规划和控制。尽管在本文中参考特定应用的说明性实施方案来描述本公开，但是应当理解，实施方案不限于此。其它实施方案是可能的，并且在本文的教导的精神和范围以及其中实施方案将会具有显著的实用性的另外领域内，可以对实施方案进行修改。此外，当结合实施方案描述特定的特征、结构或特性时，无论是否明确地描述，结合其它实施方案实现这样的特征、结构或特性都被认为是在相关领域的技术人员的知识范围内。
相关领域的技术人员还将显而易见的是，如本文所述，实施方案可以以附图中示出的软件、硬件、固件和/或实体的许多不同实施方案实现。专门控制硬件来实现实施方案的任何实际软件代码并非对详细描述的限制。因此，鉴于本文呈现的详细程度，实施方案的操作行为将在理解实施方案的修改和变型是可能的前体下进行描述。
在本文的详细描述中，提及“一个实施方案”、“实施方案”、“示例实施方案”等指示所述的实施方案可以包括特定的特征、结构或特性，但是每一个实施方案可能不一定包括该特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一个实施方案。
术语“在……之前”在本文中可以用于指代相对于钻柱的特定部件或地下地层的其中钻柱相对于地层的其它层所在的当前层的下游或井下方向(例如，在井筒的趾部之前)。除非另外指出，否则该术语和本公开中可使用的空间相对术语旨在涵盖除了附图中所示的定向之外的在使用或操作中的设备的不同定向。例如，附图中所示的设备可以以另外方式定向(旋转90度或以其它定向)，并且可以相应地解释本文使用的空间相对描述符。例如，如果附图中的设备旋转180度，那么被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”的元件将被定向在其它元件或特征“上方”。
此外，尽管附图可以示出竖直井筒，但是除非另外指出，否则本领域的普通技术人员应当理解，根据本公开的设备同样非常适合用于具有其它定向的井筒，包括水平井筒、偏斜或倾斜井筒、多底分支井筒等。同样地，除非另外指出，否则即使附图可能示出陆上作业，但是本领域的技术人员应当理解，根据本发明的设备同样适合用于海上作业，反之亦然。此外，除非另外指出，否则即使附图可能描绘套管井，但是本领域的普通技术人员应当理解，根据本发明的设备同样适合用于裸眼井作业。
如下面将进一步详细地描述的，本公开的实施方案可以用作地质导向服务的一部分，以用于在地下储层地层内执行井下作业的不同阶段。这样的作业可以是例如钻井作业，其涉及沿着规划的路径朝向在地层内的油气沉积物目标区钻出井筒。钻井作业的不同阶段可以对应于其中井筒沿着规划的路径钻穿地层的多个层的多个操作区间。每个操作区间可以是例如其中沿着规划的路径钻出井筒的一部分的不同深度或时间范围。
在一个或多个实施方案中，当沿着井筒的规划的路径钻出井筒时，设置在井筒内的井下工具可以用于测量周围地层的性质。此类测量可以当在井下作业的不同阶段钻出井筒时由井下工具在沿着井筒的路径的多个测井点中的一个或多个处收集。该示例中的井下工具可以是电阻率随钻测井(LWD)工具，以用于测量在沿着井筒的路径的每个测井点处的地层电阻率。然而，应当注意，实施方案旨在不限于此，并且所公开的实施方案可以应用于其它类型的井下工具，例如声学或超声工具。此外，应当注意，此类工具可以用于测量其它类型的地层性质，例如渗透率、介电常数等。
在一个或多个实施方案中，地层的多个初始模型可以用于预测工具的沿着井筒的路径针对不同数量的地层层的响应。初始模型中的每一者可以是例如表示在指定的范围内不同数量的地层的多层地层模型。指定的范围可以从一个层(对于均匀地层)跨越到任何数量的地层，例如在指定的深度范围内。此外，可以通过对由该模型表示的相应地层层的不同的地层参数组进行随机采样来生成每个模型。被采样的地层参数组可以是基于例如在某种概率分布内的预限定的参数范围。可以执行这种采样，使得生成的模型覆盖所有可能地层参数。应当了解，可以根据特定实现方式所期望的来使用各种所熟知的统计技术中的任一种。因此，生成的反演模型可以表示地层的不同数量的地层层的地层性质的多个初始猜测。这些初始猜测或模型然后被确定有无资格用于执行在井下作业期间沿着井筒的路径对多个地层层的DTBB反演。
如下面将进一步详细地描述的，这种多层DTBB反演的初始模型的资格确定可以首先涉及将基于每个初始模型的井下工具的预测的响应与基于由工具在沿着规划的井筒路径的一个或多个测井点处收集的测量的工具的实际响应进行比较。然后，可以使用比较的结果来仅选择产生在给定的误差容限内匹配或拟合实际响应的预测的响应的那些初始模型的失配阈值。相反地，具有等于或高于某个失配阈值的失配的任何初始模型都可能被确定是无资格的，并且从被选择用于执行反演的模型集中移除。除了失配阈值之外，可以使用其它选择标准来确定初始模型集有无资格被选择作为用于在井下作业期间执行DTBB反演的反演模型。此类其它选择标准可以包括例如提供每个模型的质量的指示的一个或多个质量因数。这种质量因数的示例可以包括但不限于感兴趣的不同参数的模型参数重要性和模型置信度区间。质量因数可以帮助评估由特定模型产生的DTBB反演结果的质量，从而改进地层评估和操作性能，例如，改进地理导向。
由于在操作期间仅选择有资格的模型来执行DTBB反演，因此所公开的技术可以使得能够相对于使用常规的DTBB反演技术更有效地实现在选定反演模型间的整体反演结果的全局收敛。为了进一步提高效率，可以预先生成模型和预测的响应。例如，出于与工具的实际响应和用于在作业的后续阶段期间执行反演的模型的资格确定或选择目的，模型和相关联的预测的响应可以存储在数据库中并在井下作业的每个阶段期间被检索。可以通过在操作的每个阶段执行的反演进一步细化选定模型，以便更好地近似地层的附加层的地层性质。I
下面参考图1A至图6描述本公开的说明性实施方案和相关方法，因为它们可以在例如在井场处的钻机的计算机系统或地面控制单元中用来进行自动井规划和控制。如下面将进一步详细地描述的，这种井规划和控制系统可以用于执行所公开的多层DTBB反演技术，以对穿过地层的不同的层的井筒进行地质导向。所公开的实施方式的其它特征和优点在研究以下附图和详细说明后将是或将变得对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。这意味着所有此类另外特征和优点都被包括在本公开的实施方案的范围内。另外，所示的附图仅是示例性的，并且不旨在主张或暗示对其中可实现不同的实施方案的环境、体系结构、设计或过程的任何限制。
图1A是说明性钻井系统100A的图，该钻井系统100A包括用于在井场处执行井下作业的测井工具。如图1A所示，系统100A包括位于钻孔或井筒126的地面处的钻井平台102。使用钻柱108将井筒126钻入地下岩层的不同的层中，钻柱108包括由“工具”接头107连接在一起的一串钻杆。钻井平台102A配备有支撑提升机106A的井架104A。提升机106A悬挂顶部驱动器110，该顶部驱动器110用于使钻柱108下降通过井口112A并使钻柱108在井筒126内旋转。连接到钻柱108的下部部分或远端的是井底组件(BHA)，该井底组件包括钻头114、至少一个井下工具132A和遥测装置134。应当了解，钻头114、井下工具132A和遥测装置134可以被实现为在钻柱108的端部处在BHA的壳体内的单独部件。尽管图1A中未示出，但是还应当了解，BHA可以包括用于支持与正在进行的钻井作业相关的各种功能的附加的部件。这种部件的示例包括但不限于钻铤、稳定器、扩孔器和开孔器。
当钻头114随着在钻柱108的端部处旋转而穿透地下地层时，发生井筒126的钻出。钻头114可以与由顶部驱动器110使钻柱108的旋转结合地进行旋转。另外地或可选地，钻头114可以由定位在钻头114附近的井下马达(未示出)独立于钻柱108的其余部分进行旋转。尽管图1A中示出了井筒126作为竖直井筒，但是应当理解，井筒126可以在非竖直、水平或近水平方向上钻出，例如作为在接近竖直方向或与竖直方向成90度的角度钻出的斜井。
钻井液可以由泥浆泵116以高压力和体积泵送通过流动管线118、立管120、鹅颈124、顶部驱动器110和钻柱108，以通过钻头114中的喷嘴或喷口排出。从钻头114排出的钻井液经由形成在钻柱108的外部与井筒壁128之间的通道或环形空间向上行进到井筒126。钻井液然后行进通过防喷器(未具体地示出)并进入在地面上的泥浆坑130，在那里，流体被泥浆泵116清洁并再循环通过钻柱108和井筒126。钻井液可以在钻井作业期间用于各种目的，包括但不限于冷却钻头114、将钻屑从钻孔的基部运送到地面以及平衡岩层中的流体静压力。
井下工具132A可以用于当在钻井作业的不同阶段钻出井筒126时收集与井下钻井状况和周围地层性质相关的信息。井下工具132A可以是例如随钻测井(LWD)或随钻测量(MWD)工具，以用于测量这种井下状况和地层性质。在一个或多个实施方案中，可以由井下工具132A沿着规划的井路径的一部分在对应于钻井作业的每个阶段的一个或多个测井点处收集或记录测量。例如，可以在钻井作业的过程中累积在每个测井点处收集的测量。累积的日志可以存储在例如耦合到井下工具132A的本地存储器或存储装置中。另外地或可选地，井下测量可以经由有线连接或其它通信路径从井下工具132A传送到位于地面上的计算机144，如下面将进一步详细地描述的。在一个或多个实施方案中，本文公开的DTBB反演技术可以由在地面上的计算机144基于其从井下工具132A接收到的测量而执行。在一些实施方式中，井下工具132A可以包括集成处理系统和控制单元，以用于出于沿着穿过地层的规划或调整的路径自动进行井筒126的地质导向目的来基于由井下工具132A的传感器获取的实时测量而执行所公开的DTBB反演技术的至少一部分。另外地或可选地，地质导向处理和控制可以在井下工具132A的上述自动井下控制单元与在地面上的计算机144之间共享。
当在地层内钻出井筒126时由井下工具132A测量的井下状况可以包括例如但不限于BHA或钻井组件的移动、位置和定向。可测量的地层性质的示例包括但不限于地层电阻率、各向异性比、DTBB和一个或多个地层层的倾角。在一个或多个实施方案中，井下工具132A可以是集成在BHA的测井部段内的电磁电阻率LWD工具。在一些实施方式中，井下工具132A可以呈钻环的形式，其紧邻在BHA的远端处的钻头114之前定位。该示例中的井下工具132A可以具有天线结构，该天线结构包括倾斜的发射器线圈和两个或更多个倾斜的接收器线圈。发射器线圈可以被配置为传输传播通过周围岩层的不同区域的前瞻性和/或环视性信号。接收器线圈可以被配置为接收传输的信号。应当理解，发射器线圈和接收器线圈可以根据特定实施方式所期望的来以各种定向和倾斜角度中的任一者定位。在一个或多个实施方案中，井下工具132A可以具有指定的参考点或位置，可以在井下作业期间相对于该指定的参考点或位置测量工具的在井筒126和地层内的当前位置。这样的工具参考点可以对应于例如在BHA的远端处的钻头114的位置。尽管图1A中仅示出了井下工具132A，但是应当理解，所公开的实施方案不限于此，并且可以使用附加的井下工具。
在一个或多个实施方案中，由井下工具132A收集的信息可以经由遥测装置134传输到地面。遥测装置134可以是钻柱108的通信子系统的一部分。遥测装置134可以通信地耦合到井下工具132A，以用于接收与由井下工具132A测量和/或记录的地层性质和井下状况相关的数据。遥测装置134可以将从井下工具132A接收的井下信息传输到位于井场的地面上的计算机144。可以使用任何合适的通信信道(例如，在钻柱108中流动的钻井液内的压力脉冲、通过钻柱108的管道的声学遥测、电磁遥测、嵌入钻柱108中的光纤或其任何组合)传输信息。例如，钻井系统100A可以采用泥浆脉冲遥测，以用于在钻井作业期间将由井下工具132A收集的井下信息传输到地面。然而，应当理解，实施方案不限于此，并且可以使用各种其它类型的数据通信技术中的任一种来将井下信息发送到地面。这些技术可以包括例如但不限于无线通信技术和有线或任何其它类型的有线电通信技术。
在以上泥浆脉冲遥测示例中，遥测装置134可以使用数据压缩方案对井下信息进行编码，并且通过调制钻井液通过钻柱108的流量来将编码的数据传输到地面，以便生成传播到地面的压力脉冲。可以通过各种换能器136、138和140在地面上接收压力脉冲，换能器136、138和140将接收到的脉冲转换成用于信号数字转换器142(例如，模拟到数字转换器)的电信号。尽管图1A中示出了三个换能器136、138和140，但是可以根据特定实施方式所期望的来使用更多或更少数量的换能器。数字转换器142将数字形式的压力信号提供给计算机144。
在一个或多个实施方案中，计算机144可以用作钻机104A的地面控制系统，以用于监测和控制在井场处的井下作业。可以使用具有至少一个处理器和存储器的任何类型的计算装置来实现计算机144。计算机144可以使用适当的解码方案处理和解码从数字转换器142接收的数字信号。所得的解码的遥测数据可以由计算机144进一步分析和处理，以向井场操作员显示有用信息。由计算机144执行的处理可以包括基于一个或多个选定多层反演模型而执行DTBB反演，如上所述。如下面将进一步详细地描述的，然后，可以使用DTBB反演的结果来做出适当地质导向决策，例如，以用于调整或优化正在钻穿地层的井筒126的路径。
应当理解，计算机144可以位于井场的地面处，例如靠近钻机104A，或在远离井场的位置处。尽管图1A中未示出，但是计算机144可以经由通信网络(例如，局域网、中域网或广域网，诸如互联网)通信地耦合到一个或多个其它计算机系统。这样的其它计算机系统可以包括远离井场定位的远程计算机系统，以用于经由通信网络远程地监测和控制井场作业。
为了减少在地面上接收到的井下数据中的噪声，钻井系统100A可以包括减振器或波动消除器152以减小噪声。流动管线118在波动消除器152中耦合到钻井液室154。隔膜或分离膜156将钻井液室154与气室158分开。波动消除器152可以包括以预定百分比(例如，钻井液的操作压力的约50％至75％)填充氮的气室158。隔膜156随钻井液压力的变化而移动，使得气室能够膨胀和收缩，从而吸收压力波动中的一些。
除了将在井下收集到的信息发送到地面之外，遥测装置134还可以通过上述通信信道中的一个或多个从地面接收信息。从地面接收的信息可以包括例如用于控制BHA或其单独部件的操作的信号。例如，这种控制信号可以用于出于在钻井作业的不同阶段期间调整穿过地层的井筒126的规划的轨迹或路径目的来更新BHA的操作参数。在一个或多个实施方案中，控制信号可以表示由井场操作员输入的命令，以用于在井下状况随时间而变化时对井筒126的路径做出调整或控制钻井作业的各种操作变量。这种操作变量的示例可以包括但不限于钻压、通过钻杆的钻井液流量、钻柱旋转速度以及钻井液的密度和粘度。
在一个或多个实施方案中，计算机144可以提供界面，使得在地面上的井场操作员能够接收对井下作业状况的指示并相应地调整钻井作业的一个或多个可控参数。界面可以包括用于在钻井作业期间向操作员呈现相关信息(例如，钻井参数或操作变量的值)的显示器以及用于从操作员接收输入的用户输入装置(例如，鼠标、键盘、触摸屏等)。例如，计算机144可以使操作员能够选择电阻率分析选项，查看收集的电阻率数据，查看电阻率分析结果，和/或在井下作业期间执行其它相关任务。由于井下作业状况可能在作业的过程中不断变化，因此操作员可以使用由计算机144提供的界面通过调整选定钻井参数来实时地对这些变化作出反应，以便增加和/或维持钻井效率，并且由此优化钻井作业。
图1B是包括井下工具132B的说明性钻井系统100B的图，该钻井系统100B作为包括如上所述的图1A的井下工具132A的钻井系统100A的替代，以用于执行井下作业。如图1B所示，钻井平台102B配备有支撑提升机106B的井架104B。提升机106B是电缆141，其用于使井下工具132B降低而通过井筒内的井口112B。井下工具132B可以是电缆测井工具，以用于在钻井过程期间的各种时间在井下进行测井操作。例如，可以周期性地从井筒移除钻柱(例如，钻柱108，如图1A中所示并如上所述)，并且出于在地层内的各种深度处测量在井筒周围的区域中的地层性质目的，可以插入井下工具132B。该示例中的井下工具132B可以是呈由电缆141悬挂的声学探针形式的测井探头。电缆141可以具有导体，以用于将电力输送到探头并从探头遥测到地面。井下工具132B可以具有衬垫和/或定心弹簧，以在工具被向井上拉动时将工具维持在钻孔的轴线附近。井下工具132B可以包括用于测量地层电阻率等的各种发射器/接收器。测井设施143从井下工具132B收集电阻率测量并包括用于处理和存储由测井探头的电缆测井传感器收集的电阻率测量的计算机145。
类似于如上所述的图1A的计算机144，计算机145可以用于监测和控制在井场处的井下作业。可以使用具有至少一个处理器和存储器的任何类型的计算装置来实现计算机145。而且，与图1A的计算机144相同，由计算机145执行的处理可以包括基于一个或多个选定多层反演模型而执行DTBB反演。然后可以使用DTBB反演结果来做出适当地质导向决策，例如，以用于调整或优化钻穿地层的井筒的路径。在一个或多个实施方案中，图1A和图1B的计算机144和计算机145分别可以用于实现井规划和控制系统，以用于在相应井场处执行的井下作业。下面将关于图2进一步详细地描述这种井规划和控制系统的示例。
图2是用于在井场处的井下作业期间的井规划和控制的说明性系统200的框图。如图2所示，系统200包括井规划器210、存储器220、图形用户界面(GUI)230和网络接口240。在一个或多个实施方案中，井规划器210、存储器220、GUI 230和网络接口240可以经由系统200的内部总线彼此通信地耦合。尽管图2中仅示出了井规划器210、存储器220、GUI 230和网络接口240，但是应当了解，系统200可以包括特定实现方式所期望的附加的部件、模块和/或子部件。
系统200可以使用具有至少一个处理器和用于存储可由处理器执行的数据和指令的处理器可读存储介质的任何类型的计算装置来实现。这种计算装置的示例包括但不限于移动电话、个人数字助理(PDA)、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、工作站、服务器、计算机集群、机顶盒或其它类型的计算装置。这种计算装置还可以包括输入/输出(I/O)接口，以用于经由用户输入装置(未示出)接收用户输入或命令。用户输入装置可以是例如而不限于鼠标、QWERTY或T9键盘、触摸屏、手写板或麦克风。I/O接口也可以由计算装置用于经由输出装置(未示出)输出或呈现信息。输出装置可以是例如耦合到计算装置或与计算装置集成的显示器，以用于显示呈现给用户的信息的数字表示。图2中所示的示例中的I/O接口可以耦合到GUI 230，以用于接收来自用户202(例如，井操作员)的输入并基于接收到的输入而向用户202显示信息和内容。GUI 230可以是耦合到系统200的任何类型的GUI显示器。
如下面将进一步详细地描述的，存储器220可以用于存储井规划器210及其任何部件可访问的信息，以实现本公开的功能。存储器220可以是耦合到控制对记录介质的访问的集成电路的任何类型的记录介质。记录介质可以是例如且不限于半导体存储器、硬盘或类似类型的存储器或存储装置。在一些实现方式中，存储器220可以是远程数据存储，诸如基于云的存储位置，其经由网络接口240通过网络204通信地耦合到系统200。网络204可以是用于在不同的计算装置之间传达信息的任何类型的网络或网络组合。网络204可以包括但不限于有线(例如，以太网)网络或无线(例如，Wi-Fi或移动电信)网络。此外，网络204可以包括但不限于局域网、中域网和/或诸如互联网的广域网。
在一个或多个实施方案中，井规划器210包括数据管理器212、反演建模器214和井路径控制器216。数据管理器212可以用于获得与在井场处执行的井下作业相关的信息。井下作业可以是用于沿着穿过地下地层的不同的层的规划路径钻出井筒(例如，如上所述的图1A的井筒126)的钻井作业。此类信息可以包括当沿着路径钻出井筒时由井下工具(例如，如上所述的图1A的井下工具132A)收集的地层性质的实时测量。井下工具可以联接到设置在井筒内的钻柱(例如，如上所述的图1A的钻柱108)的井底组件。在一些实现方式中，井下工具可以是电磁电阻率LWD工具，以用于测量在工具之前的区域(前瞻性)和/或在工具周围的区域(环视性)中的周围地层的电阻率。由井下工具收集的测量可以作为井下数据222存储在存储器220中。
在一个或多个实施方案中，反演建模器214可以基于地层的多个初始模型224中的每一者，预测井下工具的沿着井筒的路径的针对多个地层层的响应。如上所述，每个初始模型可以是通过对不同的地层参数组进行随机采样而生成的多层地层模型，使得生成的模型覆盖感兴趣的多个地层层的所有可能参数。可以使用各种统计技术中的任一种来执行这种采样，例如，基于在某种概率分布内的预限定的参数范围。
在一个或多个实施方案中，初始模型224可以在井下作业期间在由反演建模器214生成之后(例如，在执行操作的当前阶段期间在到达沿着路径的一部分的测井点之前)存储在存储器220内。井下工具的基于每个初始模型的预测的响应也可以作为预测的响应226存储在存储器220中。或者，可以先前已经生成反演模型224和/或预测的响应226并将其存储在远程数据库(DB)250中。因此，该示例中的反演模型224和预测的响应226可能已经由反演建模器214经由网络接口240和网络204从DB 250中进行检索并然后存储在存储器220内以供在井下作业期间使用。DB 250可以是用于存储反演建模器214和井规划器210的其它部件经由网络204可访问来执行本文公开的DTBB反演技术的各种类型的信息中的任一者的远程数据存储装置或系统。
在一个或多个实施方案中，反演建模器214可以基于在井下作业的当前阶段期间从工具获得(并且存储在存储器220中作为井下数据222)的地层参数的测量，将来自初始模型224中的每一者的预测的响应与工具的实际响应进行比较。然后，反演建模器214可以基于比较和至少一个选择标准，选择初始模型224中的一个或多个作为反演模型。选择标准可以是例如用于仅选择产生在给定的误差容限内匹配或拟合实际响应的预测的响应的那些初始模型的失配阈值。因此，具有等于或高于某个失配阈值的失配的任何初始模型224都可能被确定是无资格的，并且从被选择用于执行反演的模型集中移除。
除了失配阈值之外，可以使用其它选择标准来确定初始模型集有无资格被选择作为用于在井下作业期间执行DTBB反演的反演模型。例如，这种另一种选择标准可以是感兴趣的特定地层参数，例如电阻率或电阻率对比。电阻率对比可以表示不同的地层层之间的地层电阻率的梯度转变。在该示例中，初始模型224中的每一者可以用于估计或预测在不同的地层层间的电阻率对比。然后，可以将来自每个模型的预测的电阻率对比与指示在地层层之间的实际或已知电阻率对比的先验信息进行比较。此类先验信息可以包括例如先前由在附近邻井内的井下电磁电阻率LWD工具针对每个地层层获取的实际电阻率值。该示例中的电阻率对比可以用于仅选择其中比较揭露与在不同的地层层间的实际或已知电阻率值一致(例如，在给定的误差容限内)的预测的电阻率值的那些初始模型224作为反演模型。应当了解，可以针对对应于在同一个地层层内的一个或多个测井点的预测的电阻率值和实际电阻率值执行类似的比较。还应当了解，可以获取实际地层电阻率的测量并在井下作业期间沿着井筒的路径实时地将其与预测的电阻率值进行比较。而且，尽管以上示例在电阻率对比的上下文中进行描述，但是应当了解，所公开的技术可以应用于特定实现方式所期望的其它相关地层参数/性质。
以上示例中的电阻率对比或其它地层参数可以用作次要选择标准，该次要选择标准可以与失配阈值结合使用，以根据感兴趣的特定地层参数和相关联的失配或误差容限来进一步确定初始模型集224有无资格或进行细化。
次要选择标准的另一个示例是质量因数，其可以用于评估每个初始模型相对于一个或多个感兴趣的反演参数的质量或准确度。这种质量因素的示例可以包括但不限于模型参数重要性、模型置信度区间和井下工具灵敏度。可以例如使用井下工具灵敏度来滤除具有DTBB定义的任何初始模型或将其确定为无资格的，该DTBB定义非常远离工具的在地层内的当前位置，以致它们超出工具的能力或灵敏度范围。在一个或多个实施方案中，可以由用户202经由GUI 230选择或指定上述选择标准中的一个或多个。
在一个或多个实施方案中，反演建模器214可以使用从初始模型224中选择的反演模型来沿着井筒的路径针对井下作业的一个或多个后续阶段执行反演。使用选定模型执行的反演的结果可以经由GUI230显示给系统200的用户202。在一些实现方式中，可以经由GUI230显示反演结果的图形表示。
图3是示出地层电阻率相对于从针对地下地层的多个层用多个初始猜测进行的地床边界距离(DTBB)反演得到的深度的这种图形表示的示例的曲线图300。该示例中的多个初始猜测可以对应于如上所述的图2的初始模型224。
在一个或多个实施方案中，井路径控制器216可以使用反演建模器214的反演结果来调整或优化井筒的路径。然后，可以沿着井筒的调整或优化的路径执行井下作业的一个或多个后续阶段。
应当了解，井规划器210及其部件(包括数据管理器212、反演建模器214和井路径控制器216)可以在软件、固件、硬件或其任何组合中实现。此外，应当了解，井规划器210、数据管理器212、反转建模器214和井路径控制器216或其部分的实施方案可以被实现为在任何类型的处理装置上运行，该处理装置包括但不限于计算机、工作站、嵌入式系统、联网装置、移动装置或能够实施本文所述的功能性的其它类型的处理器或计算机系统。
图4是用于在井下作业期间用多个初始猜测进行的地质导向反演的说明性过程400的流程图。出于讨论目的，将参考如上所述的图1A的系统100A描述过程400。然而，过程400旨在不限于此。另外，出于讨论目的，将使用如上所述的图2的系统200来描述过程400，但是旨在不限于此。例如，可以使用图2的井规划器210来实现过程400，如上所述。
如图4所示，过程开始于框402，其包括基于地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿地下地层的井筒的路径的响应。如上所述，初始模型中的每一者可以表示在从一个层到任何数量(N)的层的指定的范围内的不同数量的地层层。因此，单层模型可以是表示均匀地层的单层模型，并且N层可以是表示多个地层层的多层地层模型。初始模型中的每一者可以通过对多个地层层的不同的地层参数组进行随机采样来生成，例如，基于在某种概率分布内的预限定的范围的参数。可以执行这种采样，使得生成的模型覆盖所有可能地层参数。因此，生成的反演模型可以表示地层的多个层的地层性质的多个初始猜测。
在一个或多个实施方案中，框402包括执行正演建模以针对由多个初始模型中的每一者表示的不同数量的地层层预测井下工具的响应。例如，可以针对在地下地层内的指定的深度范围内由多个初始模型中的每一者表示的地层层中的每一者在框402处预测井下工具的响应。
在框404中，基于在井下作业的当前阶段期间在沿着路径钻出井筒时从井下工具获得的测量，确定井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应。如下面将进一步详细地描述的，可以使用来自井下工具的测量确定初始模型有资格用于在井下作业期间沿着井筒的路径针对多个地层层执行DTBB反演。
可以在框406中开始初始模型的资格确定，其包括将井下工具的实际响应与来自多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较。在框406中的比较可以包括例如确定由井下工具获得的地层性质的实际测量与工具的针对每个初始模型的预测的响应之间的偏差量。例如，可以基于预测的响应与工具的实际响应之间的比较而针对每个初始模型计算表示偏差量的失配值。该示例中的预测的响应可以包括基于初始模型中的每一者的沿着井筒的路径的一个或多个感兴趣的地层参数的估计值。一个或多个地层参数可以选自由以下项组成的组：当前地层层的电阻率；沿着井筒的路径位于当前地层层之前的一个或多个附加的地层层中的每一者的电阻率；当前地层层与一个或多个附加的地层层之间的距离；表示当前地层层与一个或多个附加的地层层之间的地层电阻率的梯度转变的电阻率对比；以及当前地层层与一个或多个附加的地层层的倾角。因此，失配值可以表示来自每个模型的这些地层参数中的一个或多个的预测值与基于从井下工具获得的测量的实际地层参数值之间的偏差量。
在框408中，基于比较和至少一个选择标准，选择多个初始模型中的至少一者作为反演模型。如上所述，选择标准可以是失配阈值，其中仅选择其中失配值低于失配阈值的那些初始模型。上面在框406中的比较和在框408中基于选择标准的模型选择可以确保仅将有资格的模型用于在框410中执行的反演。在一些实现方式中，可以并行执行用于反演的初始模型的资格确定，如图5所示。
图5是用于并行运行用于多层DTBB反演的多个初始模型的说明性过程500的流程图。在框502中，可以通过对不同的地层参数组进行随机采样来生成用于多层DTBB反演的多个初始模型，如上所述。或者，可以预限定初始模型并从数据库(例如，图2的DB 250)中检索该初始模型，如上所述。由每个初始模型表示的地层参数可以包括但不限于由该模型表示的一个或多个地层层中的每一者的电阻率、位置和倾角。由于通常难以知道实际地层的层数量，因此每个初始模型可以被限定为在从1到N(例如，从表示单层或均匀地层的1层模型到表示数量为N的地层层的N层模型，其中N可以是任何数量(例如，在地层内的指定的深度范围内的20层))的指定的范围内具有不同数量的层。如图5中的示例所示，第一初始模型可以是2层模型，第二初始模型可以是3层模型，并且第三初始模型可以是4层模型，依此类推。在井下作业期间，层的数量可以在井下作业期间例如由用户诸如井操作员(例如，图2的用户202，如上所述)指定。
在框504中，使用每个模型预测井下工具的针对多个地层层的响应。在一些实现方式中，还可以预限定基于每个模型的预测的响应并从数据库中检索该预测的响应以及对应的模型。由于初始模型和预测的响应是仅基于随机采样的参数，因此反演工作流程不需要先验信息(诸如来自邻井)。然而，应当了解，在一些实现方式中，可以将先验信息(例如，预定参数边界)合并到反演工作流程中。还应当了解，可以使用任何数量的初始模型来针对任何数量的地层层执行反演。
如上所述，当沿着穿过地层的多个层的路径钻出井筒时，井下工具可以设置在井筒内。预测的响应可以包括在地层的其中工具所在的当前层之前的不同的地层层的预测或估计的地层性质或参数。估计的地层性质/参数可以包括例如在工具的当前位置处的当前地层层电阻率、在当前位置之前的地层层的前瞻性电阻率，以及从当前位置到在前面的下一个地层的距离。在该示例中，与每个模型相关联的初始模型和预测的响应可以表示用于DTBB反演的多个初始猜测。
在框506中，将来自每个模型的预测的响应与井下工具在井下作业期间沿着穿过地层的井筒的路径收集的地层性质的实际测量进行比较和细化。例如，框506可以包括针对具有由每个模型表示的地层参数的指定的最小界限和最大界限的每个初始猜测/模型执行反演。在框508中，基于比较和至少一个选择标准，可以选择模型中的至少一者作为反演模型，如上所述。该示例中的选定模型可以是用于沿着井筒的路径执行多层DTBB反演的最佳模型。
在一些实施方式中，可以选择两个或更多个模型并将其组合以形成单个反演模型。反演模型可以是表示由选定模型中的每一者表示的不同的地层层的多层模型。可以使用各种技术中的任一种来组合该示例中的选定模型。在一个或多个实施方案中，可以通过将与每个模型相关联的参数值替换为针对该模型计算的对应的像素值来生成选定模型的像素化版本。每个像素值可以表示在基础地层模型的图像中的像素的值。然后，可以对这种像素化模型(或选定初始模型中的每一者的对应的像素值)求平均，以产生单个反演模型。
返回到图4的过程400，可以在框410中使用选定反演模型以沿着井筒的路径针对井下作业的一个或多个后续阶段执行反演。反演可以是在井下工具的每个测井点处针对沿着井筒的路径的指定数量的地层层执行的多层DTBB反演。的数量
过程400然后进行到框412，其包括基于使用选定反演模型的反演的结果，调整井筒的路径以执行井下作业的一个或多个后续阶段。在框414中，可以基于穿过地下地层的井筒的调整的路径而执行井下作业的一个或多个后续阶段。
图6是可实现本公开的实施方案的说明性计算机系统600的框图。例如，如上所述的图4的过程400和图5的过程500以及图2的系统200可以使用系统600来实现。系统600可以是计算机、电话、PDA或任何其它类型的电子装置。这种电子装置包括各种类型的计算机可读介质和用于各种其它类型的计算机可读介质的接口。如图6所示，系统600包括持久存储装置602、系统存储器604、输出装置接口606、系统通信总线608、只读存储器(ROM)610、处理单元612、输入装置接口614和网络接口616。
总线608共同地表示通信地连接系统600的众多内部装置的所有系统、外围装置和芯片组总线。例如，总线608将处理单元612与ROM 610、系统存储器604和持久存储装置602通信地连接。
从这些各种存储器单元，处理单元612检索要执行的指令和要处理的数据，以便执行本公开的过程。处理单元在不同的实现方式中可以是单一处理器或多核处理器。
ROM 610存储处理单元612和系统600的其它模块所需的静态数据和指令。另一方面，持久存储装置602是读写存储器装置。该装置是非易失性存储器单元，即使在系统600关闭时也会存储指令和数据。本公开的一些实现方式使用大容量存储装置(诸如磁盘或光盘及其对应的磁盘驱动器)作为持久存储装置602。
其它实现方式使用可移动存储装置(诸如软盘、闪存驱动器及其对应的磁盘驱动器)作为持久存储装置602。与持久存储装置602相似，系统存储器604是读写存储器装置。然而，与存储装置602不同，系统存储器604是易失性读写存储器，诸如随机存取存储器。系统存储器604存储处理器在运行时所需的一些指令和数据。在一些实现方式中，本公开的过程存储在系统存储器604、持久存储装置602和/或ROM 610中。例如，根据一些实现方式，各种存储器单元基于现有管柱设计包括用于计算机辅助的管柱设计的指令。从这些各种存储器单元，处理单元612检索要执行的指令和要处理的数据，以便执行一些实现方式的过程。
总线608还连接到输入装置接口614和输出装置接口606。输入装置接口614使用户能够向系统600传达信息和选择命令。与输入装置接口614一起使用的输入装置包括例如字母数字、QWERTY或T9键盘、麦克风以及定点装置(也被称为“光标控制装置”)。输出装置接口606使得能够例如显示由系统600生成的图像。与输出装置接口606一起使用的输出装置包括例如打印机和显示装置，诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)。一些实现方式包括用作输入装置和输出装置两者的装置(诸如触摸屏)。应当了解，本公开的实施方案可以使用包括用于使得能够与用户交互的各种类型的输入装置和输出装置中的任一者的计算机实现。这种交互可以包括给予用户的反馈或来自用户的反馈，所述反馈呈不同形式的感官反馈，包括但不限于视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈。另外，来自用户的输入可以以包括但不限于声音输入、语言输入或触觉输入的任何形式接收。另外，与用户的交互可以包括通过上文描述的接口向用户发送例如呈文档形式的不同类型的信息和从用户接收该不同类型的信息。
而且，如图6所示，总线608还通过网络接口616将系统600耦合到公共或专用网络(未示出)或网络组合。这样的网络可以包括例如局域网(“LAN”)诸如内联网，或广域网(“WAN”)诸如互连网。系统600的任何或所有部件可以与本公开结合使用。
上文描述的这些功能可以在数字电子电路中、在计算机软件、固件或硬件中实现。这些技术可以使用一个或多个计算机程序产品实现。可编程处理器和计算机可以被包括在移动装置中或被封装作为移动装置。这些过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器或由一个或多个可编程逻辑电路执行。通用和专用计算装置和存储装置可以通过通信网络互连。
一些实现方式包括电子部件，诸如微处理器、将计算机程序指令存储在机器可读或计算机可读的媒体(可选地被称为计算机可读存储介质、机器可读介质或机器可读存储介质)中的存储装置和存储器。这种计算机可读介质的一些示例包括RAM、ROM、只读压缩盘(CD-ROM)、可记录压缩盘(CD-R)、可重写压缩盘(CD-RW)、只读数字多用途盘(例如，DVD-ROM、双层DVD-ROM)、多种可记录/可重写DVD(例如，DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等)、闪存存储器(例如，SD卡、小型SD卡、微型SD卡等)、磁性和/或固态硬驱动器、只读和可记录
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盘、超密度光盘、任何其它光学或磁性介质和软盘。计算机可读介质可以存储可由至少一个处理单元执行的计算机程序并包括用于执行各种操作的指令集。计算机程序或计算机代码的示例包括诸如由编译器产生的机器代码和包括由计算机、电子部件或微处理器使用解释器执行的高级代码的文件。
尽管上述讨论主要提到执行软件的微处理器或多核处理器，但是一些实现方式由一个或多个集成电路(诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))执行。在一些实现方式中，此类集成电路执行存储在电路本身上的指令。因此，如上所述的分别用于执行图4的过程400和图5的过程500的指令可以使用系统600或具有处理电路的任何计算机系统或包括存储在其中的指令的计算机程序产品来实现，该指令当由至少一个处理器执行时，致使处理器执行与这些方法相关的功能。
如本说明书和本说明书的任何权利要求所用，术语“计算机”、“服务器”、“处理器”和“存储器”都是指电子或其它技术装置。这些术语排除人或人群。如本文所用，术语“计算机可读介质”和“计算机可读媒体”一般是指以计算机可读形式存储信息的有形、物理和非暂时性电子存储介质。
本说明书中描述的主题的实施方案可在计算系统中实现，所述计算系统包括后端组件(例如，作为数据服务器)，或包括中间件组件(例如，应用程序服务器)，或包括前端组件(例如，具有用户可用来与本说明书描述的主题的实现进行交互的图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机)，或一个或多个这种后端、中间件或前端组件的任何组合。系统的部件可以通过任何数字数据通信形式或介质(例如，通信网络)而互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、跨网(例如，互联网)以及对等网络(例如，自组织对等网络)。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般彼此远离，并且典型地通过通信网络交互。客户端与服务器的关系由于在相应的计算机上运行并彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。在一些实施方案中，服务器将数据(例如，网页)传输到客户端装置(例如，出于向与客户端装置交互的用户显示数据和从该用户接收用户输入目的)。在客户端装置处生成的数据(例如，用户交互的结果)可以从客户端装置接收在服务器处。
应当理解，在所公开的过程中的步骤的任何具体次序或层级是示例性方法的说明。基于设计偏好，应当理解，可以对过程中的步骤的具体次序或层级重新排序，或执行所有所示步骤。步骤中的一些可以同时地执行。例如，在某些环境中，多任务和并行处理可以是有利的。此外，上述实施方案中的各种系统部件的分离不应当被理解为在所有实施方案中都要求这种分离，而应当理解，所描述的程序部件和系统一般可以一起整合在单个软件产品中或封装到多个软件产品中。
此外，本文所述的示例性方法可以通过包括处理电路的系统或包括指令的计算机程序产品实现，该指令在由至少一个处理器执行时，致使处理器执行本文所述的任何方法。
如上所述，本公开的实施方案对于地质导向反演特别有用。在本公开的一个实施方案中，一种地质导向反演的计算机实现的方法包括：基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。类似地，公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令。所述指令在由计算机执行时，致使所述计算机执行多个功能，所述多个功能包括以下功能：基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。
前述实施方案中的一个或多个还可以包括：基于在与所述地下地层相关联的概率分布内的预限定的参数范围，对不同的地层参数组进行随机采样；以及基于所述被随机采样的地层参数组，生成所述多个初始模型。另外，前述实施方案中的一个或多个可以单独地或以彼此组合的方式包括以下要素中的任一者：在所述井下作业的所述当前阶段期间在执行所述反演之前预测所述井下工具的所述响应；针对在所述地下地层内的指定的深度范围内由所述多个初始模型中的每一者表示的所述地层层中的每一者预测所述井下工具的所述响应；执行正演建模以针对由所述多个初始模型中的每一者表示的所述不同数量的地层层预测所述井下工具的所述响应；所述选择标准是失配阈值；预测响应包括基于所述多个初始模型中的每一者，估计沿着所述井筒的所述路径的所述一个或多个地层参数的值；比较包括计算表示由所述井下工具获得的所述测量与来自所述多个初始模型中的每一者的所述一个或多个地层参数的所述估计值之间的偏差量的失配值；选择包括选择所述多个初始模型中的其中所述失配值低于所述失配阈值的至少一者；所述井下工具联接到设置在所述井筒内的钻柱的井底组件，并且调整包括调整所述井底组件的一个或多个操作参数，以用于在所述井下作业的所述一个或多个第二阶段期间在所述井筒钻穿所述地下地层时为所述井筒进行导向；所述井下工具是测量所述一个或多个地层参数的电磁电阻率工具；并且所述一个或多个地层参数选自由以下项组成的组：当前地层层的电阻率；沿着所述井筒的所述路径位于所述当前地层层之前的一个或多个附加的地层层中的每一者的电阻率；所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的距离；表示所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的地层电阻率的梯度转变的电阻率对比；以及所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层的倾角。
此外，已经描述了用于地质导向反演的系统。所述系统包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器耦合到所述处理器，所述存储器具有存储在其中的指令，所述指令在由所述处理器执行时，致使所述处理器执行功能，所述功能包括以下功能：基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。
在一个或多个实施方案中，所述系统还可以单独地或以彼此组合的方式包括以下任何功能或要素中的任一者：基于在与所述地下地层相关联的概率分布内的预限定的参数范围，对不同的地层参数组进行随机采样；基于所述被随机采样的地层参数组，生成所述多个初始模型；在所述井下作业的所述当前阶段期间在执行所述反演之前预测所述井下工具的所述响应；在所述井下作业的所述当前阶段之前预测所述井下工具的所述响应，并且由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能：经由通信网络从数据库获得针对所述初始模型中的每一者的所述预测的响应；针对在所述地下地层内的指定的深度范围内由所述多个初始模型中的每一者表示的所述地层层中的每一者预测所述井下工具的所述响应；执行正演建模以针对由所述多个初始模型中的每一者表示的所述不同数量的地层层预测所述井下工具的所述响应；所述选择标准是失配阈值，并且由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能：基于所述多个初始模型中的每一者，估计沿着所述井筒的所述路径的所述一个或多个地层参数的值，计算表示由所述井下工具获得的所述测量与来自所述多个初始模型中的每一者的所述一个或多个地层参数的所述估计值之间的偏差量的失配值，以及选择所述多个初始模型中的其中所述失配值低于所述失配阈值的至少一者；所述井下工具联接到设置在所述井筒内的钻柱的井底组件，并且由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能：调整所述井底组件的一个或多个操作参数，以用于在所述井下作业的所述一个或多个第二阶段期间在所述井筒钻穿所述地下地层时为所述井筒进行导向；所述井下工具是测量所述一个或多个地层参数的电磁电阻率工具，并且所述一个或多个地层参数选自由以下项组成的组：当前地层层的电阻率；沿着所述井筒的所述路径位于所述当前地层层之前的一个或多个附加的地层层中的每一者的电阻率；所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的距离；表示所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的地层电阻率的梯度转变的电阻率对比；以及所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层的倾角。
尽管已经描述关于上述实施方案的具体细节，但是上述硬件和软件描述仅旨在作为示例性实施方案，而不旨在限制所公开的实施方案的结构或实现方式。例如，尽管未示出系统600的许多其它内部部件，但是本领域的普通技术人员将理解，这些部件及其互连是熟知的。
此外，如上面所概括的所公开的实施方案的某些方面可以被体现在使用一个或多个处理单元/部件执行的软件中。该技术的程序方面可以被视为典型地呈可执行代码和/或相关联数据的形式的“产品”或者“制品”，该代码或数据被携带或体现在一种类型机器可读介质中。有形非暂时性“存储”类型介质包括用于计算机、处理器等的存储器或其它存储装置中的任一者或所有，或其相关联的模块，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器、光盘或磁盘等，这些模块可以随时提供对软件编程的存储。
此外，附图中的流程图和框图示出根据本公开的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能性和操作。还应当注意，在一些替代实现方式中，框中提到的功能可以不按附图中提到的次序出现。例如，连续示出的两个框实际上可以基本上同时地执行，或者所述框有时可以按相反的次序执行，这取决于所涉及的功能性。还应当注意，框图和/或流程图中的每个框，以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定的功能或动作的基于专用硬件的系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
以上具体示例实施方案不旨在限制权利要求书的范围。示例实施方案可以通过包括、排除或组合本公开中描述的一个或多个特征或功能来修改。
如本文中所用，除非上下文另外明确地指出，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”也旨在包括复数形式。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定存在表述特征、整数、步骤、操作、要素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其组合。在以下权利要求书中，对应的结构、材料、动作和所有手段或步骤加功能元件的等同物旨在包括用于结合如具体地要求保护的其它要求保护的元件来执行功能的任何结构、材料或动作。虽然本公开的描述已经出于说明和描述目的而呈现，但是不旨在穷举或限制于所公开的形式的实施方案。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。本文所述的说明性实施方案被提供来解释本公开的原理和其实际应用，并且使本领域的技术人员能够理解，所公开的实施方案可以根据需要进行修改以用于特定实现方式或用途。权利要求书的范围旨在广泛地涵盖所公开的实施方案和任何这样的修改。

Claims (15)

1.一种地质导向反演的计算机实现的方法，所述方法包括：
基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；
基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；
将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；
基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；
基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及
基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
基于在与所述地下地层相关联的概率分布内的预限定的参数范围，对不同的地层参数组进行随机采样；以及
基于所述被随机采样的地层参数组，生成所述多个初始模型，其中在所述井下作业的所述当前阶段期间并在执行所述反演之前，执行所述多个初始模型的所述生成和基于所述初始模型对所述响应的所述预测；或者在所述井下作业的所述当前阶段之前执行所述多个初始模型的所述生成和基于所述初始模型对所述响应的所述预测，并且所述方法还包括经由通信网络从数据库获得针对所述多个初始模型中的每一者的所述预测的响应。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中针对在所述地下地层内的指定的深度范围内由所述多个初始模型中的每一者表示的所述地层层中的每一者预测所述井下工具的所述响应。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中预测所述井下工具的所述响应包括：执行正演建模以针对由所述多个初始模型中的每一者表示的所述不同数量的地层层预测所述井下工具的所述响应。
5.如权利要求1或2所述的方法，
其中预测包括：
基于所述多个初始模型中的每一者，估计沿着所述井筒的所述路径的所述一个或多个地层参数的值，
其中比较包括：
计算表示由所述井下工具获得的所述测量与来自所述多个初始模型中的每一者的所述一个或多个地层参数的所述估计值之间的偏差量的失配值，
其中所述选择标准是失配阈值，并且
其中选择包括：
选择所述多个初始模型中的其中所述失配值低于所述失配阈值的至少一者。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中所述井下工具联接到设置在所述井筒内的钻柱的井底组件，并且调整所述井筒的所述路径包括：
调整所述井底组件的一个或多个操作参数，以用于在所述井下作业的一个或多个第二阶段期间在所述井筒钻穿所述地下地层时为所述井筒进行导向。
7.如权利要求1或2所述的方法，其中所述井下工具是测量所述一个或多个地层参数的电磁电阻率工具，并且所述一个或多个地层参数选自由以下项组成的组：当前地层层的电阻率；沿着所述井筒的所述路径位于所述当前地层层之前的一个或多个附加的地层层中的每一者的电阻率；所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的距离；表示所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的地层电阻率的梯度转变的电阻率对比；以及所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层的倾角。
8.一种用于地质导向反演的系统，所述系统包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器联接到所述处理器，所述存储器具有存储在其中的指令，所述指令在由所述处理器执行时，致使所述处理器执行功能，所述功能包括以下功能：
基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；
基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；
将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；
基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；
基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及
基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。
9.如权利要求8所述的系统，其中由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能：
基于在与所述地下地层相关联的概率分布内的预限定的参数范围，对不同的地层参数组进行随机采样；以及
基于所述被随机采样的地层参数组，生成所述多个初始模型。
10.如权利要求8或9所述的系统，其中在所述井下作业的所述当前阶段期间在执行所述反演之前预测所述井下工具的所述响应；或者在所述井下作业的所述当前阶段之前预测所述井下工具的所述响应，并且由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能经由通信网络从数据库获得针对所述初始模型中的每一者的所述预测的响应；或者针对在所述地下地层内的指定的深度范围内由所述多个初始模型中的每一者表示的所述地层层中的每一者预测所述井下工具的所述响应。
11.如权利要求8至9中任一项所述的系统，其中由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能：执行正演建模以针对由所述多个初始模型中的每一者表示的所述不同数量的地层层预测所述井下工具的所述响应。
12.如权利要求8至9中任一项所述的系统，其中所述选择标准是失配阈值，并且由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能：
基于所述多个初始模型中的每一者，估计沿着所述井筒的所述路径的所述一个或多个地层参数的值；
计算表示由所述井下工具获得的所述测量与来自所述多个初始模型中的每一者的所述一个或多个地层参数的所述估计值之间的偏差量的失配值；以及
选择所述多个初始模型中的其中所述失配值低于所述失配阈值的至少一者。
13.如权利要求8至9中任一项所述的系统，其中所述井下工具联接到设置在所述井筒内的钻柱的井底组件，并且由所述处理器执行的所述功能还包括以下功能：
调整所述井底组件的一个或多个操作参数，以用于在所述井下作业的一个或多个第二阶段期间在所述井筒钻穿所述地下地层时为所述井筒进行导向。
14.如权利要求8至9中任一项所述的系统，其中所述井下工具是测量所述一个或多个地层参数的电磁电阻率工具，并且所述一个或多个地层参数选自由以下项组成的组：当前地层层的电阻率；沿着所述井筒的所述路径位于所述当前地层层之前的一个或多个附加的地层层中的每一者的电阻率；所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的距离；表示所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层之间的地层电阻率的梯度转变的电阻率对比；以及所述当前地层层与所述一个或多个附加的地层层的倾角。
15.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，所述指令在由计算机执行时，致使所述计算机执行多个功能，所述多个功能包括以下功能：
基于地下地层的多个初始模型中的每一者，在井下作业的不同阶段预测井下工具的沿着待钻穿所述地下地层的井筒的路径的响应，所述初始模型中的每一者表示在指定的范围内的不同数量的地层层；
基于在所述井下作业的当前阶段期间在沿着所述路径钻出所述井筒时从所述井下工具获得的测量，确定所述井下工具相对于一个或多个地层参数的实际响应；
将所述井下工具的所述实际响应与来自所述多个初始模型中的每一者的预测的响应进行比较；
基于所述比较和至少一个选择标准，选择所述多个初始模型中的至少一者作为反演模型；
基于所述选定反演模型，沿着所述井筒的所述路径针对所述井下作业的一个或多个后续阶段执行反演；以及
基于使用所述选定反演模型的所述反演的结果，调整所述井筒的所述路径以执行所述井下作业的所述一个或多个后续阶段。
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