CN110637146B - 用于井眼中仪器的运动测量的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于确定井眼中的仪器的深度有关的参数的方法，包括使用被推动与井眼的壁接触的轮传感器来测量仪器沿着井眼的运动。测量了靠近地面的仪器输送装置的移动。轮传感器的测量结果通过仪器输送装置的运动的测量结果进行校准。仪器的深度相关参数是使用已校准的轮传感器测量结果确定的。

Description

用于井眼中仪器的运动测量的方法
有关申请的交叉引用
本申请基于2017年4月17日提交的美国专利申请序列号：15/489,474并要求其优先权，其全部内容通过引用合并于此。
关于联邦政府资助的研究或开发的声明
不适用。
共同研究协议的缔约方名称
不适用。
技术领域
本公开涉及用于确定由井眼横穿的地下地层的岩石物理性质和/或在井眼中执行介入操作的测量仪器和/或井眼介入仪器的领域。更具体地，本公开涉及提高此类工具在井眼中的轴向位置(深度)的测量精度。
背景技术
美国专利申请公开号2016/0032711描述了一种用于测量沿井眼内部的井眼测量仪器或介入设备的运动的设备。可以使用绞盘和电缆、连续油管、钻杆、接合油管、牵引车或任何其他已知的输送装置沿井眼移动仪器或设备。记录了靠近地球表面的输送装置的运动。由于输送可能具有相当长的长度，因此在地面处输送装置的运动与井眼仪器或设备之间的对应关系可能不准确。特别是在仪器或设备进行“粘滑”运动的情况下，其中仪器或设备由于井眼中的一种或多种阻塞而暂时停止。当仪器或设备在粘贴时间内静止不动时，输送装置的地面测量结果会不断变化。该过程可以继续直到仪器或设备脱离粘住状态。此时，仪器或设备可能会加速，直到减轻输送装置中的过大张力或压缩为止。'711出版物描述了放置成与井眼的壁接触的测量轮和加速度计，它们结合起来测量仪器或设备靠近其的运动，从而使得不是直接由地面处的输送的操作引起的输送装置的伸长和/或缩短的影响可能会衰减，并且可以更准确地确定仪器或设备的运动。
根据'711出版物的公开，用于测量井下位置和速度中的至少一个的设备的实施例包括主体。辊与主体连接，并且多个传感器与主体连接。多个传感器获取辊数据和井眼数据。辊数据和井眼数据用于确定设备的速度、位置或两者。该设备还包括电子模块。电子模块与一组传感器通信。监视井眼中的设备的示例方法包括获取与连接到设备主体的辊的转数有关的辊数据。该示例方法还包括获取与井眼特性有关的井眼数据，将辊数据和井眼数据发送给处理器。该示例性方法还包括确定设备的速度和设备在井眼中的位置中的至少之一。监视井眼中的设备的示例方法包括测量与设备连接的辊的转数，并获取与地层性质有关的井眼数据。该方法还包括使用井眼数据和测得的转数来确定设备的速度。
根据'711出版物的前述方法和设备假定仪器的运动与轮的旋转之间的精确对应。井眼和/或地层条件可能会使这种假设不准确。
发明内容
根据本公开的一个方面的用于确定井眼中的仪器的与深度有关的参数的方法包括使用被推动与井眼的壁接触的轮传感器来测量仪器沿着井眼的运动。测量靠近地面的仪器输送装置的移动。来自轮传感器的测量结果使用仪器输送装置的运动的测量结果进行校准。仪器的深度相关参数是使用已校准的轮传感器测量结果确定的。
根据随后的描述，其他方面和优点将是显而易见的。
附图说明
图1A示出了通过电缆(“线缆”)输送通过井眼的示例测井仪器；
图1B示出了示例性的随钻测井仪在钻柱上；
图2示出了轮传感器的示例实施例的侧视图；
图3示出了移动具有图2中的轮传感器的测井仪器可以在当将测井仪器从开口的井眼输送到钻杆中时采用；
图4示出了使用连续油管的测井仪器通过井眼的输送；
图5A示出了根据本公开的仪器或工具深度相关参数确定的示例实施例的总体流程图；
图5B示出了根据本公开的与工具深度有关的参数确定的一个示例实施例的更详细的流程图；
图6示出了根据一些实施例的可以用于进行与深度有关的参数确定的计算机系统。
具体实施方式
图1A示出了示例性测井仪器30。仪器30的测量部件可以设置在壳体111中，壳体111被成形和密封为以使其沿着井眼32的内部移动。仪器壳体111可以包含至少一个能量源115，例如，中子源，例如电操作脉冲中子源(以下称为“源”)，以及一个或多个检测器116，117，每个检测器116，117设置成与能量源115的轴向间隔不同。能量源115可以发射中子辐射。可以在外壳111中在能量源115与检测器116，117之间设置屏蔽(未示出)，以减少中子从能量源115到检测器116，117的直接输送。因此，检测的辐射可在距离能量源115的多个距离处被表征，并且因此对围绕井眼32的地层具有不同的侧向响应(勘测深度)。在一些示例实施例中，两种或更多种不同类型的测井仪器，每种具有不同类型的源和不同类型的相应检测器，可以包括在“工具串”的同一仪器组件中。图1A中所示的并且参照图1A描述的测井仪器30仅作为示例提供，并且无意于限制可以根据本公开以任何方式使用的测井仪器的范围。
仪器壳体111可以联接到铠装电缆33，该铠装电缆33可以延伸到井眼32中或从井眼32中缩回。井眼32可以包括或可以不包括金属管或套管16于其中。铠装电缆33可以传导电力以从部署记录系统70的地面31操作仪器30，并且可以通过合适的电路118处理来自检测器116，117的信号，以沿着铠装电缆33输送到记录系统70。记录系统70可以包括用于分析检测到的信号的处理器、计算机或计算机系统，如将在下面参考图3所解释的；以及用于记录从仪器30沿着铠装电缆33传送的关于深度和/或时间的信号的装置。铠装电缆33可借助于绞盘34或类似设备延伸到井眼32中或从井眼32中缩回。可以通过压在铠装电缆33或类似设备的外部的接触轮35在地面上测量铠装电缆33的移动量。接触轮35可以使用例如旋转位置编码器与记录系统70进行信号通信。地面处电缆运动测量的前述实现方式并不旨在限制本公开的范围。
在图1A的实施例中，轮式运动测量设备可以连接至测井仪器30或成串的此类测井仪器中。参照图2进一步说明轮式运动测量设备。
上述的测井工具也可以例如实施在随钻测井(“LWD”)设备中。如所示的，例如，在图1B中，平台和井架210位于井眼212上方，该井眼可以通过旋转钻井在地球上形成。钻柱214可以悬挂在钻孔内，并且可以包括附接到其上并由旋转台218(通过未示出的装置供电)旋转的钻头216，所述旋转台与钻柱214的上端处的方钻杆220接合。钻柱214通常从附接至移动块(未示出)的钩222悬挂。方钻杆220可以通过旋转转环224连接到钩222，该旋转转环允许钻柱214相对于钩222旋转。在一些实施例中，钻柱214和钻头216可以从地面由“顶驱”型钻井设备旋转。可以使用线性位置传感器219(例如线性可变差动变压器、联接到绞车鼓(未示出)的旋转编码器(未示出))来测量方钻杆220、转环224和/或钩的轴向运动，其中所述绞车鼓用于升高和降低钩222、转环224和方钻杆220(或具有这种设备的钻井单元中的顶部驱动器)。钩、方钻杆、转环或顶部驱动器的运动的测量结果可以被传送到处理器248和记录器250以进行处理，如将在下面进一步解释的。
钻井流体或泥浆226包含在与井架210相邻的泥浆坑228中。泵230经由转环224中的端口将钻井流体226泵入钻柱214中，以向下流动(如流动箭头232所示的)穿过钻柱214的中心。钻井流体通过钻头216中的端口离开钻柱，然后在钻柱214的外侧与井眼212的壁之间的环形空间中向上循环，如流动箭头234所指示。钻井流体226由此润滑钻头并且将地层切屑携带到地表。在地面上，钻井流体返回到泥浆坑228进行再循环。如果需要，也可以使用定向钻探组件(未示出)。
井底钻具组件(“BHA”)236可以安装在钻柱214内，优选地安装在钻头216附近。BHA236可以包括用于进行测量、处理和存储信息以及与地表通信的子组件。这样的测量可以对应于使用以上参考图1A解释的仪器串进行的测量。井底钻具组件通常位于钻头216的几个钻铤长度内。在所示的BHA 236中，所示的稳定器套环部分238设置成紧接在钻头216的上方，接着在向上的方向上是钻铤部分240、另一个稳定器套环部分242和另一个钻铤部分244。钻铤部分和稳定器套环部分的这种布置仅是说明性的，并且可以使用BHA 236的任何实施方式中的部件的其他布置。对稳定器套环的需要或期望取决于钻孔条件以及测量的要求。
在图1B所示的布置中，测井仪器的部件可以位于稳定器套环238上方的钻铤部分240中。如果需要，可以将这些部件更靠近或远离钻头216定位，例如，在稳定器套环部分238或242或钻铤部分244中。
BHA 236还可以包括遥测子组件(未示出)，用于与地球表面进行数据和控制通信。这样的遥测子组件可以是任何合适类型的，例如泥浆脉冲(压力或声波)遥测系统、有线钻杆等，它们从BHA 236中的LWD测量仪器(包括一个或多个辐射检测器)接收输出信号，并将代表这种输出的编码信号发送到地面，在那里信号在接收器子系统246中被检测并解码以及施加到处理器248和/或记录器250。处理器248可以包括例如经过适当编程的通用或专用处理器。还可以提供地面发射器子系统252以建立与井底钻具组件的向下通信。
BHA236还可以包括常规的采集和处理电子设备(未示出)，该采集和处理电子设备包括微处理器系统(具有关联的存储器、时钟和定时电路以及接口电路)，其能够对源和数据测量传感器的操作进行定时，存储来自测量传感器的数据，处理数据并存储结果，并将数据的任何所需部分联接到遥测部件以输送到地面。数据也可以存储在仪器中，并在移除钻柱时在地面检索。LWD仪器的电力可以由电池提供，或者如本领域已知的那样，由设置在BHA236中并由钻井流体提供动力的涡轮发电机提供。LWD仪器还可以包括方向传感器(未单独示出)，该方向传感器旋转地和轴向地对BHA236的地磁取向或大地取向和BHA236的重力取向进行测量。
前述计算可以在诸如在图1B中的248处的处理器中所示的或在图1B的地面单元中所示的计算机系统上执行。但是，可以使用任何一台或多台计算机来达到同等效果。
在图1B的实施例中，轮式运动测量设备可以连接至钻铤部分240或成串的MWD和/或LWD仪器。轮式运动测量设备(为方便起见，在下文中为“轮传感器”)对于图1A所示的示例实施例和图1B中所示的示例实施例二者在结构上是相似的。
还应当清楚地理解，诸如测井仪器之类的仪器的输送以及轮传感器200的各种实施例并不限于分别在如图1A和图1B中所示的电缆或钻柱输送装置。可以将本领域中已知的任何其他输送装置，例如但不限于连续油管、接合油管和钢丝(slickline)与轮传感器200一起使用，以达到相同的效果。对于具有将仪器或工具移入井眼的能力的输送装置，例如连续油管、接合油管和钻杆，可以在将仪器或工具移入井眼时以及将仪器或工具移出井眼时进行与仪器或工具深度相关的参数测量。
将参考图2说明轮传感器200的示例实施例。轮传感器200可以被设置在主壳体300中。主壳体300可以被构造为联接在图1A所示的任何工具串内，图1B中所示的钻具串中或任何其他类型的井眼介入工具或工具串中。主壳体300在每个纵向端处可以是大致圆柱形的。壳体300的外部中的凹入部分311可以具有一长度和形状，该长度和形状设计成为轮传感器壳体312和附接的轮314提供位置。
轮传感器壳体312可以包括铰链销308，该铰链销将轮传感器壳体312枢转地联接至主壳体300。轮314可以通过轴313可旋转地联接至主壳体300。轮传感器壳体312可以使用例如围绕铰链销308设置的扭力弹簧310从主壳体300向外偏置。轮314可以功能地联接到旋转传感器320，该旋转传感器在轮314旋转时产生运动信号。在一些实施例中，轮314可以由非磁性材料制成并且在其中嵌入了多个旋转间隔的磁体(未示出)，使得轮314可以触发旋转传感器320，而无需旋转传感器320和轮314之间的直接接触。在其他实施例中，旋转传感器320可以是直接或通过合适的齿轮旋转地联接到轮314的旋转位置编码器。与特定实施例无关，轮314的旋转导致旋转传感器320产生与轮314的旋转相对应的信号。当轮314中的上述磁体移动经过旋转传感器时，这种信号可以包括例如来自旋转传感器中的感测线圈(未示出)的电压脉冲。
扭力弹簧310产生的向外的力F可以传递到轮314，从而促使轮314保持与井眼壁接触，从而将轮传感器200沿其纵向轴线的运动转换为轮314的旋转运动(其将通过旋转传感器320转换成运动信号)。
图2还示出了设置在壳体300中的加速度计316，318，用于进行测量，该测量对应于轮传感器200沿着纵向轴线(加速度计318)以及沿着与纵向轴线正交的一个或两个轴线(例如，加速度计316)的速度变化，以便检测壳体300绕其纵向轴线的旋转。下面将进一步说明来自加速度计316，318的测量结果的使用。
使用如参照图3描述的轮传感器的非限制性示例实施例，其示出了形成在地下地层402中的井眼401，该井眼401充满例如钻井流体。井眼401可具有上部，该上部设有从地球表面408处的钻井设备(未示出)延伸到井眼401中到套管靴405的套管404，以及在套管靴405下方延伸的开口下部407。在本实施例中可以是包含钻探流体410的主体并且具有开口的下端411的管状钻柱409的导管从钻井设备(未示出)延伸到井眼401中，由此开口的下端411设置在开口下部407中。能够通过钻柱409下降或升高的测井仪器412通过部署装置可取回地悬挂在钻柱409中。测井仪器412可包括一种或多种类型的传感器，包括例如但不限于具有一个或多个可伸缩臂416的地层电成像工具414。测井仪器412可包括布置在地层电成像工具414的上端处的流体压力脉冲装置418，由此地层电成像工具414在钻柱409的下端部分411下方延伸，并且压力脉冲装置418设置在钻柱409内。地层电成像工具414可以由电池(未示出)供电并且可以设置有用于存储测量数据的电子存储器(未示出)或其他记录介质，对于地层电成像工具414，测量数据可以包括在一个或多个可延伸臂416的端部测量的地层电阻率的测量结果。轮传感器显示在200处。
应当清楚地理解，图3所示的地层电成像工具414仅是可以与根据本公开的轮传感器200一起使用的测井传感器或仪器的示例。在本公开的范围内，可以移动穿过管或导管的内部的任何已知的测井传感器或仪器可以与根据本公开的部署装置一起使用。这样的传感器和/或仪器包括但不限于声学传感器、电磁电阻率传感器、电流电阻率传感器、地震传感器、康普顿散射伽马-伽马密度传感器、中子俘获截面传感器、神经元减速长度传感器、卡尺、重力传感器等等。
流体压力脉冲装置418具有可变的流量限制(未示出)，该可变的流量限制由地层电成像工具414发送到压力脉冲装置418的电信号控制，该信号表示地层电成像工具414在对地层2进行测量期间产生的数据的一部分。部署装置的上端可以设置有闩锁420，用于将铠装电缆(未示出)闩锁至该装置，以从钻柱409的底部取回仪器412。
井口422可以连接到套管404的上端，并且可以设置有出口导管424，该出口导管终止于钻井流体储存器426中，该钻井流体储存器设有合适的筛子装置(未示出)，用于从钻井流体中去除钻屑。布置具有入口430和出口432的泵428以将钻井流体从流体储存器426泵送到钻柱409的上端。
位于地球表面的控制系统434连接到钻柱409，用于向或从流体压力脉冲装置418发送或接收钻井流体410的主体内的流体压力脉冲。
图3所示的实施例例如可用于“通过钻头”的测井操作中，例如但不限于如Runia等人提交的美国专利申请公开号2004/0118611中所描述的。
图3所示的地层电成像工具414的示例实施例可被用于生成对应于井眼的壁的可视图像的数据。这样的数据可以用于对邻近井眼的地层的组成和/或结构进行地质解释。在一些示例实施例中，当以可视图像的形式表示的数据可以例如但不限于用于确定与井眼壁相交的裂缝的存在。地层电成像工具414可以包括成行的电极(未单独示出)，其中每行在横向于地层电成像工具414的纵向轴线的方向上延伸选定的距离。这些行可以彼此隔开或偏移一预定的纵向距离。根据本公开的方法的一种可能的实施例是使得来自这种纵向偏移传感器的测量结果被置于共同的深度基准或对准的深度上。
图4示出了设备610，其使用连续油管将测井仪器输送进出井眼。在设备160中，通过从卷轴614展开，将本领域已知的连续油管柱612部署到井眼中。由于最初将油管柱612缠绕在卷轴614上，因此这种连续油管柱通常称为“连续油管”柱。如本文所用，术语“连续”是指油管柱基本上连续地部署到井眼中，从而允许一些中断以将其中的某些工具组件互连，这与其中分段或“接合”油管通过将长度受到井眼处的钻井设备支撑结构(“井架”)高度限制的各个“转环”或“支架”螺纹连接在一起而被部署到井眼中的方式相反。
可以使用例如设置在油管注入器609内或附近的接触传感器611来测量连续油管柱进出井眼的运动。连续油管运动的测量对应于使用例如图1A和图1B所示的设备进行的其他地面测量。
绝大多数油管柱612由油管616组成。油管616可以由诸如钢的金属材料制成，或者可以由诸如复合材料的非金属材料制成，包括例如，纤维增强塑料。如下所述，油管柱中的连接器允许将工具组件插入油管柱612的内部，以移动到油管柱612的底部和/或超过其底部。
在设备610中，井眼工具组件618(封隔器)，620(阀)，622(传感器设备)，624(井眼筛网)和626(隔离器或耐磨转环)可以在油管柱612中互连而无需在井眼处拼接油管616，也不需要将工具组件包裹在卷轴614上。在本示例实施例中，连接器628，630可以分别在油管612中设置在每个工具组件618，620，622，624，626的上方和下方。这些连接器628，630可以在被包裹在卷轴614上之前或之时被包括在油管柱612中，每个连接器在卷轴614上在油管柱612中的位置对应于井眼中各个工具组件的期望位置。
工具组件618，620，622，624，626也可以是各种形式的井眼测井(地层评估)和钻井传感器，包括但不限于声传感器、自然或感应伽马辐射传感器、电磁和/或电流电阻率传感器、伽马-伽马(光子后向散射)密度传感器、中子孔隙率和/或捕获截面传感器、地层流体测试仪、机械应力传感器、机械特性传感器或本领域已知的任何其他类型的井眼测井和地层评估传感器。这样的传感器可以包括用于电力的电池(未示出)或涡轮发电机(未示出)。由各种传感器检测到的信号可以本地存储在每个工具组件中的合适记录介质(未示出)中，或者也可以使用合适的遥测技术(例如泥浆脉冲遥测、电磁遥测、声遥测、电遥测)沿着油管柱612内部或外部的电缆输送到地球表面，或者在油管柱612由其中具有电线的复合材料制成的情况下，如下面将更详细说明的，遥测可以应用于电线以在地球表面进行检测和解码。诸如操作命令或数据之类的信号也可以使用任何已知类型的遥测技术从地球表面传送到井中的工具组件。
连接器628，630可以在适当位置处放置在油管柱612中，以便当工具组件618，620，622，624，626互连到连接器628，630和油管柱612部署在井眼中时，则工具组件618，620，622，624，626被设置在井眼中它们各自的期望位置处。在井眼测井传感器的情况下，连续油管可以延伸到井眼中和/或从井眼缩回，以便记录关于井眼深度的各种传感器测量结果。如参考图1A，1B和3所描述的实施例中的轮传感器200可以被提供和使用，如在此所解释的。
其中具有连接器628，630的油管柱612在被输送到井眼之前被缠绕在卷轴614上。当油管柱612从卷轴614部署到井眼中时，在井眼处，工具组件618，620，622，624，626在连接器628，630之间互连。通过这种方式，工具组件618，620，622，624，626不必缠绕在卷轴614上或绕鹅颈管(未示出)输送。
在井眼介入操作期间，当附接有轮传感器200的工具或仪器沿着井眼移动时，这种运动可以包括仪器或工具的速度变化。这样的变化可以包括例如但不限于由于工具和井眼(或图1B中所示的钻柱和井眼)之间的摩擦增加而减慢，以及所谓的“粘滑”运动，其中工具或井眼仪器暂时停止，而深度相关参数的地面测量结果(例如由接触轮产生的值)(例如，在图1A中的35处或如参照图1B解释的)继续变化。无论仪器或工具速度发生变化的原因如何，这种变化都会导致在地面测量的表观深度与井眼中仪器的实际深度不相关。在根据本公开的方法的实施例中，可以将来自轮传感器200的测量结果与在地面上进行的深度测量结果相结合(如参照图1A和1B所解释的)，以随时提供对仪器或工具深度的更准确的确定。
图5A示出了根据本公开的井工具或仪器深度相关参数确定的一个示例实施例的流程图。在本文中，“与深度有关的参数”可包括任何或全部仪器深度；仪器速度；以及相对于其他深度参考的相对仪器深度。“深度相关参数”还可包括第一(例如，上部)传感器经过地层中的某个事件的时刻t1和第二(例如，下部)传感器经过同一地层事件的时刻t2之间的时间间隔的测量结果。这样的事件可以包括，例如，地层电成像工具上的第一行电极(图3中的414)移动经过地层中的电阻率对比特征，随后是与第一行纵向间隔开的第二行电极然后经过相同的特征。相同的原理可以应用于图1A在116和117处示出的纵向偏移传感器。与深度有关的参数还可以包括指示这种时间间隔或深度间隔的多个测量样本。深度相关的参数还可以包括深度偏移参数，例如从轮传感器测量结果和地面输送测量结果得出的图像深度偏移参数，该图像深度偏移参数用于以地质学上有意义的方式将来自纵向偏移传感器的数据与图像数据并排放置。前述可被称为由两个纵向偏移传感器进行的测量的深度对准。
在506处，随着铠装电缆(图1A的33)延伸到井眼(图1A的32)中，井工具、仪器或工具串的深度相关的参数可以通过使用例如来自于接触轮(图1A的35)的测量结果来进行初步估计。当仪器或工具悬挂在井眼中时，使用例如电缆进行的深度测量可以针对沿着电缆长度的温度以及电缆上的轴向力(张力)进一步进行校正。参考图1B的实施例，对于钻柱的每段的方钻杆或顶部驱动器的运动的测量以及插入到井眼中的钻柱的所有段的长度的总和也可以用于初始深度估计。
当仪器或工具(例如，图1中的30)插入井眼或从井眼中撤出时，轮传感器(200，见图2)可以进行相应于工具沿井眼运动的测量。在502处示出了前述内容。在选定的工具移动间隔处，可以将由轮传感器200进行的运动测量结果与由接触轮(图1A中的35)或方钻杆/顶部驱动器运动(参见图1B)进行的测量结果，即在地面进行的输送运动的测量结果，进行比较。因为在地面处测量的电缆或钻柱(或其他输送装置)的运动是容易测量的量，所以将前述测量的运动与由轮传感器200进行的运动的测量结果进行比较可以使轮传感器200能够被校准。在本文中，“校准”可以表示确定轮传感器旋转与地面处测得的运动的对应关系。因此，在确定轮传感器200处的工具运动时，可以考虑在相对于沿井眼的实际工具或仪器运动的轮传感器200测量结果中的偏置(偏移)和增益的影响。在仪器或工具沿着井眼的运动期间，在某些间隔内，工具或仪器可能会变慢或暂时卡住，或者轮传感器200上的轮可能不会与井眼壁接触。在这样的间隔中，如在504处所示，来自对沿着轮传感器200的纵向方向的运动或加速度敏感的加速度计(即，图2中的加速度计318)的测量可用于确定轮传感器200以及因此井眼中的工具是否变慢或停止移动。可以通过对加速度计(图2中的318)的测量结果进行积分以确定相对于时间的工具速度来确定工具的减速或停止运动。如果通过积分的加速度计测量结果指示零工具速度，则可以使用由轮传感器200进行的相应的零工具运动测量结果来确定工具深度(沿井眼的纵向位置)还没有改变。如果积分的加速度计测量结果指示工具仍在移动，但是来自轮传感器200的信号指示没有运动，则可以假设，例如，轮传感器200与井眼壁失去接触。对于轮传感器200失去接触的任何这样的间隔，可以从用于将轮传感器200校准到地面运动测量结果的源自地面的测量结果中编辑删除轮传感器测量结果与地面运动测量的对应性。在508处，在其他测量结果中，可以使用诸如来自陀螺仪、磁力计、伽马射线传感器和卡尺测量结果的附加测量结果来例如相对于固定的已知参考或通过与其他参考资料相关联来定位工具或仪器在井眼中的实际位置。
在500处，可以组合来自轮传感器200、加速度计(图2中的318)和地面测量的运动的前述测量结果，以在任何时刻提供工具的与深度有关的最终参数估计。这样的组合可以包括使用例如来自由接触轮(图1A中的35)的地面测量而进行的仪器或工具深度相关的参数的“粗”测量，所述地面测量由轮传感器200沿着如上所述的对轮传感器校准的每个间隔进行的更高分辨率测量结果调节。
在图5B中，可以基本上如参照图5A所解释的那样采用在510处的轮传感器测量和在520处的地面测量。在516处，可以将加速度测量结果(例如，来自图2中的加速度计318)进行双重积分以估计仪器或工具沿仪器轴线的运动量。类似地，在512处，轮传感器测量结果可用于确定沿仪器轴线的工具运动量的不同估计。如果在514处双积分的加速度测量结果和轮传感器运动测量结果在所选公差内，即至多在所选阈值量之内，对应或不同，则可以确定轮传感器测量的质量对于进一步使用是可接受的。如果积分的加速度计测量结果和轮传感器测量结果之间的差值超过选定的阈值(与先前阈值相同或不同的阈值)，则可以从深度相关的参数的计算中编辑删除在这样的间隔中来自于轮传感器测量结果的工具运动的测量结果。在本实施例中，进一步的用途可以如在528处所示，其中地面测量结果(例如，来自图1A中的接触轮35)被用于校准轮传感器的偏置和增益，如参照图5A所解释的。可以将这种校准的轮传感器测量结果与地面测量结果结合起来，以便在任何时刻确定工具的深度相关的参数。如果需要的话，可以通过其他测量，例如526处的陀螺仪测量结果和530处的磁力计测量结果，来补充轮传感器的测量结果。
在518处，加速度计(图2中的318)可以基本上如参考图5A所解释地使用，以确定工具或仪器是否正在移动，从而可以确定受影响的轮传感器测量间隔是否可用。
在532处，可以将校准后的轮测量结果与地面测量结果组合，从而在534处得到与深度有关的最终参数测量结果。
在522处，例如如可以从设置在工具或仪器或工具串中的卡尺获得的井眼直径的测量结果可以用于进一步完善由轮传感器进行的测量结果。Sheiretov等人提交的美国专利申请公开号2016/0032711中描述了一种使用井眼直径测量结果来完善轮传感器测量结果的示例方法。
如果在514处的比较不在选定的公差之内，则仪器深度确定可以忽略来自轮传感器的测量结果，并回归到基于加速度计的方法，例如，在授予Howard,Jr.等人的美国专利号5,019,978中所描述的，在这种情况下，假定轮传感器数据可能是不可靠的。
图6示出了根据一些实施例的示例计算系统100，诸如将参照图1A和图1B解释的那些。计算系统100可以是单独的计算机系统101A或分布式计算机系统的布置。计算机系统101A包括一个或多个分析模块102，其被构造为根据一些实施例执行各种任务，例如上述任务。为了执行这些各种任务，分析模块102独立地或与一个或多个处理器104协调地执行，该一个或多个处理器被连接到一个或多个存储介质106。(一个或多个)处理器104还连接到网络接口108，以允许计算机系统101A通过数据网络110与一个或多个其他计算机系统和/或计算系统(例如101B、101C和/或101D)进行通信(请注意，计算机系统101B、101C和/或101D可以或可以不共享与计算机系统101A相同的架构，并且可以位于不同的物理位置，例如，计算机系统101A和101B可以在海上航行的船上，在紧邻的井眼单元中设置的测井单元中，同时与一个或多个计算机系统(例如101C和/或101D)通信，这些计算机系统位于岸上、其他船舶上的一个或多个数据中心，和/或位于不同大陆的不同国家/地区)。任何一个或多个计算机系统都可以设置在测井仪器中(无论是图1A中的线缆还是图1B中的LWD)。
处理器可以包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统、可编程集成电路、可编程门阵列、数字信号处理器(DSP)或另一个控制或计算设备。
存储介质106可以被实现为一种或多种非暂时性计算机可读或机器可读存储介质。注意，尽管在图6的实施例中，存储介质106被描绘为在计算机系统101A内，但是在一些实施例中，存储介质106可以分布在计算系统101A和/或附加计算系统的多个内部和/或外部外壳内和/或上。存储介质106可以包括一种或多种不同形式的存储器，包括半导体存储设备，例如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)和闪存；磁盘，例如固定盘、软盘和可移动磁盘；其他磁性介质，包括磁带；光学介质，例如光盘(CD)或数字视频磁盘(DVD)；或其他类型的存储设备。注意，以上讨论的指令可以被提供在一个计算机可读或机器可读存储介质上，或者可以被提供在分布在具有可能多个节点的大型系统中的多个计算机可读或机器可读存储介质上。这样的计算机可读或机器可读存储介质被认为是物品(或制造物品)的一部分。物品或制造品可以指任何制造的单个部件或多个部件。一个或多个存储介质可以位于运行机器可读指令的机器中，也可以位于可以通过网络下载机器可读指令以执行的远程站点。
应当理解，计算系统100仅仅是计算系统的一个示例，并且计算系统100可以具有比所示出的更多或更少的部件，可以结合在图6的实施例中未示出的其他部件，和/或计算系统100可以具有图4中所描绘的部件的不同构造或布置。图6中所示的各种部件可以用硬件、软件或硬件和软件的组合，包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路，来实现。
此外，上述方法中的步骤可以通过运行信息处理设备中的一个或多个功能模块来实现，例如通用处理器或专用芯片，例如ASIC、FPGA、PLD、SOC或其他适当的设备。这些模块、这些模块的组合和/或它们与通用硬件的组合都包括在本发明的保护范围内。
虽然已经针对有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解，可以设计出不脱离在此所公开的本发明的范围的其他实施例。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求书限制。

Claims (13)

1.一种用于确定井眼中的仪器的与深度相关的参数的方法，包括：
使用被推动与井眼的壁接触的轮传感器来测量所述仪器沿井眼的运动；
测量靠近地面的仪器输送装置的运动；
使用仪器输送装置的运动的测量结果来校准来自轮传感器的测量结果；和
使用校准的轮传感器测量结果来确定所述仪器的与深度相关的参数；
轮传感器被设置在主壳体中；
设置在主壳体中的加速度计用于进行测量，该测量对应于轮传感器沿着纵向轴线以及沿着与纵向轴线正交的一个或两个轴线的速度变化，以便检测主壳体绕其纵向轴线的旋转。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括测量所述仪器的加速度并利用所测量的加速度、来自轮传感器的测量结果以及输送装置的运动的测量结果来确定井眼中所述仪器的与深度有关的参数。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括利用来自所述轮传感器的加速度测量结果的测量结果来确定所述仪器在所述井眼内停止的间隔。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括当从所述加速度测量结果中确定出持续的仪器运动时，确定来自于所述轮传感器的劣化的测量结果的间隔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输送装置运动测量结果包括与电缆接触的接触轮的旋转的测量结果。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输送装置运动测量结果包括方钻杆、转环和顶部驱动器中的至少一个的运动的测量结果。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述输送装置运动测量结果包括连续油管单元的注入器头的运动的测量结果。
8.根据权利要求2所述的方法，还包括当测得的加速度和与轮传感器运动相关的参数之间的差下降到选定阈值以下时，将与加速度相关的参数的测量结果和与轮传感器的运动相关的参数的测量结果进行比较，以及利用与轮传感器的运动相关的参数的测量结果来确定与仪器深度相关的参数。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括当所述差超过相同或不同的选定阈值时，仅利用所测得的加速度相关参数和所测得的仪器输送装置运动来确定所述仪器处的运动。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括利用所确定的深度相关的参数来对所述井眼周围的地层进行地质解释。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述仪器包括电地层成像工具。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述地质解释包括检测与井眼壁相交的裂缝。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括利用所确定的深度相关参数来使来自在所述仪器上纵向偏移的地层传感器的传感器数据进行深度对准。
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