CN1458998A - 具有轴向和螺旋安装口的在钻孔时测试地层的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了确定地层渗透性所用的一种装置和方法。该装置和方法包括：一个工作管柱(106)；安装在工作管柱(106)上的至少一个可选择性地延伸的部件(220)以隔离出工作管柱(106)和钻孔(104)之间的环形空间的一部分。与控制口(224)的半径成正比的一个预定距离(D)将工作管柱中的至少两个口间隔开。与每个口操作性地相关联的一个传感器(226)安装在工作管柱(106)中以测量至少一个特征如被隔离部分中的流体压力。

Description

具有轴向和螺旋安装口的在 钻孔时测试地层的装置
技术领域
本发明涉及对地层或储层的测试，更具体地说，本发明涉及对地层压力和岩层渗透性进行确定。
背景技术
为从地层中得到碳氢化合物，例如油和气，需要转动附加在钻杆柱端上的钻头而在所述地层中钻出井孔。该钻孔延伸入所述地层中以横向穿过含有碳氢化合物即通常称为地层流体的一个或多个储层。
碳氢化合物区域的商业开发需要大量的资金。在对碳氢化合物区域进行开发之前，操作者需要大量的数据以对储层的商业价值进行评估。因此，就应对所述地层和流体进行多种测试，该测试可在现场进行。也可对从钻井孔中得到的地层和流体样品进行地上(surface)测试。
一种类型的地层测试涉及：从储层中生产出流体、收集样品、封住所钻井孔、将压力增大至一个稳定的水平。这种操作顺序可在一个给定钻井孔中的多个不同储层内重复进行多次。这种类型的测试被称为压力恢复试井或降液试井。在该测试过程中所收集到的数据的一个重要方面是在压力下降之后所收集到的压力增长信息。通过该数据就可得到有关储层的渗透性和储层大小的信息。
包含有价值资源如液态或气态碳氢化合物的地球地层的渗透性对于资源的经济生产来说是一个非常重要的参数。通过对井孔进行记录以测量一些参数如横切地层的孔附近区的地层稳定性和孔隙度就可对这些资源进行定位。这些测量可识别多孔区域且估计它们的水饱和状态(水在钻孔的空间中所占的百分比)。在水的饱和值远小于1表示出碳氢化合物的存在，这种水的饱和值也可用来估算碳氢化合物的量。但是，只依靠该信息不足以确定是否可经济地生产碳氢化合物。包含有碳氢化合物的孔空间可能是相互独立的或稍微相连的，在这种情况下，碳氢化合物就不能流过所述地层而进入钻孔中。对于流体能够容易地流过所述地层的情况，渗透性应优选超过一些临界值以保证将钻孔变为生产井的经济可行性。该临界值可随着一些特性参数如流体的粘度而变化。例如，在渗透性很低的情况下，高粘度的油不能很容易地流动，如果利用喷射水的方式来促进生产，则在生产井有过早见水的危险。
一种地层的渗透性不必然是各向同性的。特别地，沉积石块在基本为水平的方向(与石块的基层面相平行)中的渗透性与在基本为竖直方向中的流动的值是不同的且通常大于在竖直方向中的流动的值。这种情况经常会在由较大和较小尺寸的结构颗粒如不同尺寸的砂砾或黏土构成的交替的水平层中发生。在渗透性是强烈各向异性的地方，确定各向异性的存在及其程度对于碳氢化合物的经济生产来说是很重要的。
用来测试渗透性的一种常用工具包括一个密封元件，该密封元件被压靠在钻孔壁上以对所述壁的一部分进行密封，或者将一个环形部分与钻孔环带的其余部分相密封隔离。在一些工具中，一个单个的口被暴露至所密封的壁或环面，从而进行如上所述的降液试井。然后将该工具沿着穿过所述地层的钻孔路径移动以密封和测试另一个位置。在其他工具中，在一个单个的工具上存在多个口(port)。同时利用所述的多个口对钻孔壁上的多个位置或一个或多个密封的环形部分中的多个点进行测试。
所述地层的压力与对压力干扰的反映如降液试井之间的关系是很难测试出的。因此，上述工具中存在的一个缺陷是不能精确地测试出降液试井对地层压力造成的影响。
在利用单口工具的情况下，对口进行换位所需的时间大于使所述地层稳定所需的时间。因此，在一点处所进行的测试对在另一点处进行的测试几乎没有影响，这样就使两点之间的数据相互关系价值不大。另外，现在已知道：两个测试点之间的距离对于渗透性的精确测量是关键性的。在移动一个工具而将所述口重新定位时，很难使两个测试点之间的距离具有进行有效测量所需的精度。
具有多个口的工具好于具有单个口的工具的原因在于：多个口有助于减少在两个或多个点之间进行测试所需的时间。上述具有多个口的工具的另外缺陷是：对于进行精确测试来说，口之间的距离太大。
发明内容
本发明通过提供一种装置和方法来消除上述缺陷，所述装置可与横向穿过一个具有流体的地层的钻孔相接合以测定所述地层及其所含的流体的参数。
本发明提供了一种用于确定所考虑的参数如地层的渗透性的装置。该装置包括：用于将工具输送至钻井孔中的一根工作管柱(workstring)；及安装在工作管柱上的至少一个可选择性地延伸的部件。在所述可选择延伸的部件延伸时，该部件与钻孔壁密封接合且将工作管柱和钻孔之间的环形空间隔离出一部分。工作管柱中的至少两个口暴露至隔离出的环形空间中的地层流体。所述两个口之间的距离与一个控制口的半径成正比以进行有效的反应测量。在工作管柱中安装有与每个口操作性地相关联的一个传感器以对至少一个特征如隔离部分中的流体压力进行测量。
除了所提供的装置之外，本发明还提供了一种方法，该方法通过将工作管柱送入钻井孔中而现场确定地层的所考虑的参数。工作管柱和钻孔具有在所述钻孔和一个钻孔壁之间延伸的一个环形空间。在工作管柱上布置有至少一个可选择性地延伸的部件以隔离该环形空间的一部分。至少两个口暴露至所隔离的环形空间中的流体，且所述至少两个口以预定的距离相互分离，该距离与至少一个口的尺寸成正比。一个测量装置用于确定隔离部分中流体的至少一个特征，所述特征指示出所考虑的参数。
通过附图并结合下述描述的内容可理解本发明的新颖特征及发明本身，附图中相同的参考符号均指示相同的部件，其中：
附图说明
图1所示为根据本发明的一个实施例的海上钻探系统的立视图。
图2所示为根据本发明的装置的示意图。
图3A所示为在给定参数的情况下进行降液试井所得到的一个压力比率—半径比率的经验绘图。
图3B显示了如图3A的测试所示对地层压力的干扰的影响。
图4A-4C显示了根据本发明的一个试验管柱的口部分的三个独立的实施例，其中：多个口中的每个口均安装在一个相应的可选择延伸的承垫部件上。
图5A-5C显示了本发明的另外三个实施例，其中：多个口轴向、螺旋间隔、且整体式布置在一个可膨胀封隔器(packer)上以进行竖直和水平渗透性测试。
图6显示了根据本发明的工具的另一个实施例，其中，该工具是在一根测井缆上输送的。
图7显示了本发明的另一个测井缆(wireline)实施例，其中：布置有多个承垫部件，这样，布置在承垫部件上的口216围绕工具的外周基本共面且相互间隔以确定所述地层的水平渗透性。
图8显示了本发明的另一个测井缆实施例，其中的多个承垫部件围绕工具的外周螺旋间隔布置以确定所述地层的水平渗透性和竖直渗透性的合成。
图9显示了本发明的另一个实施例，其中：测试端口(testport)216整体形成于在轴向布置的一个封隔器中。
图10显示了本发明的另一个实施例，其中的多个口围绕工具的外周基本共面而相间隔布置以确定所述地层的水平渗透性。
图11显示了本发明的另一个测井缆实施例，其中的多个口围绕工具的外周螺旋间隔布置以确定所述地层的水平渗透性和竖直渗透性的合成。
具体实施方式
图1显示了一种典型的钻探设备102，而一个钻井孔104被钻入地层118中，这对于本领域的普通技术人员来说是很好理解的。钻探设备102具有一个工作管柱106，该工作管柱在本实施例中显示为一个钻杆柱。钻杆柱106具有一个底部钻具组合(BHA)107及附加到该组合上而用于钻出孔104的一个钻头108。本发明还可应用于其他钻杆柱中且可与接合管道及螺旋管道或其他小直径的钻杆柱如缓冲管道(snubbing pipe)结合使用。钻探设备102定位在一个钻探船122上且具有一个立管(riser)124，该立管124从钻探船122延伸至海底120。本发明还可用于陆基钻探设备。
如果应用的话，钻杆柱106可具有一个孔底钻探马达110以转动钻头108。在钻头108之上的钻杆柱106中结合有一个常用的测试单元，该测试单元具有至少一个传感器114以测试钻孔、钻头和储层的孔底特征。常用的传感器对一些特征进行测试，如温度、压力、钻头速度、深度、重力、定位、方位、流体密度、介电性等。底部钻具组合(BHA)107还包括本发明的地层测试装置116，在下面的内容中将对该装置116进行详细描述。在钻杆柱106上的一个适当位置中如在测试装置116之上布置有一个遥测系统112。该遥测系统112用于地面上与测试装置之间的指令和数据传输。
图2所示为根据本发明的一种装置的示意图。该系统包括地上部件和孔底部件以在钻孔时对所述地层进行测试(FTWD)。在钻入地层118中的所示钻孔104内包含有一种地层流体216。在钻孔104中布置有一个钻杆柱106。所述孔底部件是在钻杆柱106上输送的，而地上部件定位在地表上的适当位置处。一个常用的地上控制器202包括：一个通讯系统204；一个处理器206；和一个输入/输出装置208。输入/输出装置208可以是任何已知的用户界面装置，例如：一台个人电脑、计算机终端、触屏、键盘或输入笔。包括一个显示器如一台监控器而由使用者进行实时监控。在需要硬拷贝报告时可利用一台具有存储介质如CD、磁带或磁盘的打印机，来自孔下检索到的数据可存储到所述存储介质上以输送至用户或用于将来进行分析。处理器206用于对传输至孔底的指令进行处理且对经通讯系统204而从孔下检索到的数据进行处理。地上通讯系统204包括一个接收器，该接收器用于接收从孔底传输来的数据且将该数据输送至地上处理器以进行估算和显示。该通讯系统204还包括一个发射机以将指令发送至孔底部件。遥测通常是本领域已知的泥浆脉冲遥测。但可利用适于特殊应用的任何遥测系统。例如，在测井缆应用中最好使用电缆遥测。
在钻杆柱106中布置有在本领域中已知的一种孔底双路通讯单元212和一个电源213。该双路通讯单元212包括一个发射器和一个接收器以与地上控制器202进行双路通讯。电源213通常是一个泥浆涡轮发电机，该电源213提供电能而使孔底部件运行。所述电源也可以是一个蓄电池或其他任何适当的装置。
图中所示的控制器214安装在双路通讯单元212和电源213下面的钻杆柱106上。在利用泥浆脉冲遥测时或需要在孔底处理指令和数据时，优选采用一个孔下处理器(图中没有单独显示)。该处理器通常与控制器214形成为一个整体，但也可布置在其他适当的位置中。控制器214利用预编程的方式、初始化的地上指令或一种组合方式来控制孔底部件。该控制器控制可延伸的锚定元件、稳定元件和密封元件，例如可选择延伸的抓持件210和承垫部件220A-C。
图中所示的抓持件210安装在钻杆柱106上且通常与承垫部件220A-C相对而布置。抓持件也可相对于承垫部件而布置在其他位置中。每个抓持件210均具有一个与钻孔壁相接合的粗糙端表面211以将钻杆柱106锚固。锚固钻杆柱是为了保护较软的部件如布置在承垫部件220A-C端部上的弹性的或其他合适的密封材料，以防止其由于钻杆柱的运动而受到损坏。抓持件210在例如附图1所示的海上钻探系统中是特别需要的，这是由于由升降所引起的运动会使密封部件过早磨耗掉。
在钻杆柱106上通常与抓持件210相对的位置处安装有至少两个、优选至少三个承垫部件220A-C以与钻孔壁相接合。承垫活塞222A-C用于使每个承垫部件220A-C延伸至钻孔壁，每个承垫部件220A-C对环带228的一部分进行密封以使其与环带的其余部分分开。图中未显示的管道用于引导压力流体以液压性地延伸活塞222A-C，或者利用一个马达来延伸活塞222A-C。位于每个承垫部件220A-C上的一个口224A-C具有基本为圆形的截面且具有口半径RP。在相应的口224A-C处的压力下降而低于周围地层118的压力时，流体216就进入密封环带。在钻杆柱106中安装的一个减压泵(drawdown pump)238与一个或多个口224A-C相连。减压泵238必须能够独立控制与该泵相连的每个口中的下降压力。
减压泵238可以是能够控制一个选择的口处的下降压力的单个泵。在另一种方式中，泵238可以是多个泵，其中的每个泵对所选择的相应口处的压力进行控制。所优选的泵是一个典型的主动运动泵如一个活塞泵。泵238具有一个动力源如泥浆涡轮机或电动马达以操纵该泵。控制器214安装在钻杆柱中且与泵238相连。该控制器控制泵238的运行，包括选择一个下降口及控制下降参数。
为进行测试操作，控制器214致动泵238以降低至少一个口224A-C中的压力，为对本应用被称为控制口224A。降低的压力在所述地层中产生了压力干扰，在下文中将对该内容进行详细描述。一个压力传感器226A与控制口224A流体连通而对控制口224A处的压力进行测量。压力传感器226B、226C与其他口224B、224C(下称传感口)流体连通而对每个传感口224B、224C处的压力进行测量。传感口224B、224C与控制口224A轴向、垂直或螺旋相间隔开。在与控制口224A的压力相比较时，传感口224B、224C处的压力测量值指示了被测试的地层渗透性。为可靠且精确地确定地层的渗透性，口224A-C相对于每个口的尺寸必须间隔开。在下面的内容中将参考图3A和3B而对这种尺寸—间隔关系进行描述。
图3A所示为在给定参数的情况下用于下降测试的一个压力比率对半径比率的经验绘图。对该图产生影响的参数及其相应的单位为：地层的渗透性(k)，单位为毫达西(md)；测试的流速(q)，单位为立方厘米每秒(cc/s)；下降时间(td)，单位为秒(s)。对于图3A中的绘图来说，所选择的值为：k＝1md；q＝2cc/s；td＝600s。在该图表中，PD是与典型的下降测试相关的压力无单位的比率。可描述该比率的等式1表述如下：
          PD＝(Pf-P)/(Pf-Pmin)                 等式1
在等式1中，Pf＝地层压力，Pmin＝在下降测试过程中的口处的最小压力；P＝在任何给定时间而在口处的压力。RD与钻井孔相关的半径与如附图2中所示的装置的测试装置之间的无单位比率。等式2对RD进行了描述：
          RD＝(R-RW)/RP                        等式2
在等式2中，R＝从钻孔的中心至进入地层中的任何给定点的一个半径。RW＝钻孔半径。RP＝工具探测口的有效半径。对于距离来说，任何距离量纲均是适合的，在这种情况下利用厘米作为距离单位。
应对图3A中的绘图进行细致的观察。该绘图中显示了从t＝0.1s至t＝344s的时间间隔内所观察的PD。在RD超过6.5达t＝0.1s之后且在RD超过约12达t＞＝5.0s时，PD基本不发生变化。这就意味着：在超过12×口半径(RP)时产生干扰的情况下，基于干扰例如在口位置处进行下降测试而在所述地层压力中产生的变化在该地层中几乎不存在。
图3B显示了干扰对地层压力所产生的影响例如由图3A所示的测试。图3B显示了在给定时间时的一个控制口224A，该口处的压力已被降低，从而对地层压力Pf产生了干扰。每个半圆形的压力梯度线均是实际影响的一个截面，在控制口224A中心产生的是一个干扰的半球形传导。每条线均代表与最初的地层压力Pf相关的压力与距控制口224A为Rf处的压力干扰的比率。每条线的距离是进入地层的口半径RP的倍数。在Rf＝5×RP时，压力比率PD＝0.85。这就意味着：在距离控制口224A的中心为Rf＝5×RP的距离处，所述地层的压力是0.85×初始压力Pf。在12×RP的位置处，所述地层压力实际上就不受到控制口224A处的初始干扰PP的影响。
如上所述，干扰图案基本上是球形的且开始于控制口224A的中心处，这样，距离5×RP和12×RP也沿着钻杆柱106且围绕包围控制口224A的钻杆柱106的外周而相对于控制口224A限定位置。因此，再参考图2，控制口216A与传感口224B、224C中的任一个之间的距离D必须根据口和钻孔的尺寸来选择而使得PD最大化。本发明的口之间的优选距离是控制口224A的半径1-12倍的范围内。
地层的渗透性具有垂直和水平两个分量。垂直渗透性是在与地球表面基本垂直方向中的地层渗透性。水平渗透性是在与地球表面基本平行且与垂直渗透方向垂直的方向中的地层渗透性。图2所示的实施例是一个单向测试的垂直渗透性。下述实施例是根据本发明而具有不同结构的用于测试垂直渗透性、水平渗透性和垂直渗透性与水平渗透性的合成。
图4A-4C显示了根据本发明的试验管柱口部分的三个独立的实施例，其中：多个口中的每个口均安装在一个相应的可选择延伸的承垫部件上。图4A显示了安装在图2所示结构中安装的可选择延伸的承垫部件220A-C。抓持件210通常与承垫部件反向安装以锚定钻杆柱且向延伸的承垫部件220A-C施加一个反向的力。控制口224A与传感口224B或224C之间的直线距离D必须与上述的计算距离一致。
图4B显示了围绕钻杆柱106的外周布置的多个可选择延伸的承垫部件。在每个传感口224B、224C与控制口224A之间的周向距离D是根据在上面确定的标准来选择的。在这种结构中可在一个垂直定向的钻孔中测量水平渗透性。
图4C显示了围绕钻杆柱106的外周螺旋布置的一套可选择延伸的承垫部件220A-C。在这种结构中可确定地层的水平渗透性与垂直渗透性的合成。控制口224A与传感口224B或224C之间的螺旋距离D必须按照上述的讨论进行选择。
与地层测试工具相关联的另一个公知部件是一个封隔器。封隔器通常是布置在钻杆柱上的一个可膨胀部件以对钻井孔进行密封(遮住)。通常是通过将钻孔泥浆从钻杆柱泵入封隔器中来使该封隔器膨胀。图5A-5C显示了本发明的另外三个实施例，其中：多个口轴向且螺旋间隔且整体形成于可膨胀的封隔器中以进行垂直和水平渗透性的测试。
图5A显示了布置在钻杆柱106上的一个可选择地膨胀的封隔器502。轴向相间隔的口224A-224C整体形成于封隔器502上。在使封隔器膨胀时，封隔器封靠在钻孔壁上。所述轴上隔开的口因此推靠在壁上对控制口224A与口224B或224C之间的直线距离D进行选择而与上面的要求相一致。
图5B显示了布置在钻杆柱106上的一个可选择性地膨胀的封隔器502。口224A-C围绕封隔器502的外周布置。对于这种结构来说，与口224A-C的中心相交的一个平面与钻杆柱轴线504基本垂直。控制口224A与传感口224B或224C之间的周向距离D是根据上面所限定的标准来选择的。在该结构中，可在一个垂直定向的钻孔中测量水平渗透性。
图5C显示了布置在钻杆柱106上的一个可选择性地膨胀的封隔器502。口224A-C整体形成于可膨胀的封隔器502中且围绕可膨胀封隔器502的外周螺旋布置。在这种结构中可确定地层的水平渗透性与垂直渗透性的合成。对于一种螺旋结构来说，口224A-C围绕封隔器502的外周水平地且轴向地相互间隔。控制口224A与传感口224B或224C之间的螺旋距离D是如上所述。
图6显示了根据本发明的工具的另一个实施例，其中：该工具是在测井缆上输送的。图中所示的钻井602横穿过包含有地层流体606的一个地层604。该钻井602具有一个壳体608，壳体608位于钻孔壁610上且从地表面612延伸至钻井底部616之上的一点614处。由包铁皮的测井缆620支撑的测井缆工具618布置在与带有流体的地层604相邻接钻井602中。抓持件622和承垫部件624A-C从工具618上延伸出来。抓持件和承垫部件即为如在图2所示的实施例中所描述的那样。每个承垫部件624均具有一个口628A-C，口628A-C根据图3A和图3B中所述的间隔要求而垂直相间隔。一个地上控制单元626通过包铁皮的测井缆620对孔底工具618进行控制，该包铁皮的测井缆620还是一个传导器以将电和信号传输至工具618且从工具618中输出信号。一个测井缆绞轮627用来将包铁皮的测井缆620导引入井602中。
孔底工具618包括如上所述在图2所示实施例中所用的：一个泵；多个传感器；控制单元；及所述的双路通讯系统。因此，在图6中没有独立显示这些部件。
图7所示为本发明的另一个测井缆实施例。在该实施例中，除了抓持件622(参见图6)之外，在图6中所示的测井缆装置的所有部件在图7所示的实施例中均存在。图7所示实施例与图6所示实施例之间的不同之处在于：在图7中布置的多个承垫部件可使布置在承垫部件624A-C上的口628A-C围绕工具618的外周相间隔且基本相互共面布置以容许确定地层604的水平渗透性。
图8所示为本发明的另一个测井缆实施例。参照图6所述的测井缆装置的所有部件在该实施例中均存在。图8所示实施例与图6所示实施例之间的不同之处在于：图8中的多个承垫部件624A-C围绕工具618的外周螺旋地隔开布置以容许确定地层604的水平渗透性和垂直渗透性的合成。
图9所示为本发明的另一个测井缆实施例，其中：参照图5A所示的以轴向布置形式而将测试端口628A-C并入封隔器502中。在该实施例中，除了承垫部件624A-C和抓持件622之外，测井缆如图6中所描述。一个可膨胀的封隔器502取代可延伸的承垫部件624A-C，该可膨胀封隔器502如参考附图5A-C所述的封隔器包括至少两个、优选至少包括三个测试端口628A-C。一个测试端口是控制口628A，另外的口为传感器口628B和628C，传感器口628B、628C用于传感由于在控制口628A处降低压力而引起的对测试端口处的地层压力产生的影响。就像图5A所示的那样，图9所示的口是轴向相间隔的，用于在钻井602基本垂直时确定地层604的垂直渗透性。
图10所示为本发明的另一个测井缆实施例。参考图9所述的测井缆装置的所有部件在该实施例中都存在。图10所示实施例与图9所示实施例之间的不同之处在于：就像图5B中所示的那样，图10中的多个口628A-C是围绕工具618的外周基本相互共面且间隔布置的以容许确定地层604的水平渗透性。
在钻水平孔时也可利用图10所示的工具。在这种情况下，可利用一种位置，一个测试装置如一个加速计来确定每个口628A-C的方位。然后利用控制器(参见图2中的参考符号214所指示)来选择工具顶侧上的一个口以进行如上所述的测量。
图11所示为本发明的另一个测井缆实施例。参考图9所述的测井缆装置的所有部件在该实施例中都存在。图11所示实施例与图9所示实施例之间的不同之处在于：就像图5C中所示的那样，图11中的多个口628A-C是围绕工具618的外周螺旋地相间隔布置的以容许确定地层604的水平渗透性和垂直渗透性的合成。
其他实施例及其较小的变化均被认为处于本发明的范围之内。例如，可将口216A-216C定形为除具有基本为圆形截面的其他形状。口可为细长形的、正方形的或其他任何合适的形状。不管利用什么样的形状，RP必须是从口的中心至距控制口中心最近的一个边缘的距离。控制口的边缘和相邻的传感器口必须象在附图3A和3B中所述的那样相互间隔。
上面已对本发明的实施例进行了描述，下面将对利用图1和图2的装置来测试地层渗透性方法进行描述。首先参考图1和图2，布置在钻杆柱106上的根据本发明的一种工具被输送至钻井104中，钻井104穿过含有地层流体的一种地层118。通过延伸多个抓持件210而将钻杆柱106锚定在钻井壁上。将至少两个、优选三个承垫部件220A-C延伸直至每个承垫部件220A-C与钻孔壁244密封接触。将控制口224A暴露至被密封的部分使得控制口就与地层118中的地层流体进行流体连通。利用一个泵238来降低控制口224A处的流体压力以对地层118中的地层压力造成干扰。利用一个传感器226A来测试控制口224A处的压力被降低的水平。所述压力干扰通过上述地层进行传播且干扰的效果依据地层的渗透性而被消弱。通过与传感器口224B、224C进行流体连通布置的传感器226B、226C而在传感器口处测试被削弱的压力干扰。利用传感器224A-C测试所考虑的至少一个参数如地层压力、温度、流体介电常数或电阻系数，利用一个孔底控制器/处理器214来确定地层压力和渗透性或流体或地层的其他所需参数。
然后，利用布置在钻杆柱106上的一个孔底双路通讯单元212将处理的数据传输至地上。利用一个地上通讯单元204接收已处理的数据并将该数据输送至一个地上处理器206。该方法还包括在地上对数据进行处理且将其输出至一个显示装置、打印机或存储装置208。
可选择的方法并不仅限于上述的方法。所述工具可在测井缆上输送。另外，不管是在测井缆上输送或是在钻杆柱上输送，口224A-C均可相对于工具的中轴线轴向、水平或螺旋地布置。也可利用上面所述的可延伸承垫部件或可膨胀封隔器来扩展口224A-C。
虽然此处对本发明所进行的显示和详细描述可完全实现上述目的且能提供上面所述的优点。但应认识到：该内容仅显示了本发明提供的优选实施例，本发明的范围是由附加的权利要求所限定的。

Claims (18)

1.一种现场确定地层的所考虑的参数的装置，该装置包括：
(a)用于将工具输送至钻孔中的一根工作管柱，所述钻孔和具有在工具和钻孔壁之间延伸的一个环形空间的工具；
(b)安装在所述工具上的至少一个可选择性地延伸的部件，所述至少一个可延伸的部件可将环形空间的一部分隔离；
(c)处于工具中的至少两个口，所述口暴露至一种流体，该流体包含被隔离的环形空间中的地层流体，所述至少两个口相互隔离，其中，所述至少两个口之间的一个预定距离与所述至少两个口中的至少一个的尺寸成正比；
(d)一个测量装置，该测量装置可确定被隔离部分中的流体的至少一个特征，该特征表现出所考虑的参数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：工作管柱是从由下述部件构成的一组中选择出的：(i)连接的管道；(ii)螺盘管；(iii)测井缆。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所考虑的参数是从由下述构成的一组中选择出的：(i)垂直渗透性；(ii)水平渗透性；(iii)垂直渗透性和水平渗透性的合成。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的至少一个可选择性地延伸的部件是至少两个可选择性地延伸的部件。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述至少两个可选择性地延伸的部件中的每一个与所述相应的至少两个口之一操作性地相关联。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述至少两个口在工作管柱中的布置形式是从由下述的布置形式组成的一组中选择出的：(i)轴向布置；(ii)水平布置；(iii)螺旋形布置。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述至少两个口之间的距离范围是从由下述范围组成的一组中选择出的：(i)等于或大于1×RP；(ii)小于或等于12×RP；(iii)等于或大于1×RP且小于或等于12×RP。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述测量装置包括至少一个压力传感器。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述的至少一个压力传感器是至少两个压力传感器。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述至少两个口中的每一个与相应的至少两个压力传感器之一进行流体连通。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：测量装置包括：
(i)至少一个压力传感器；
(ii)对至少一个压力传感器的输出进行处理所用的一个处理器；
(iii)一个孔底双路通讯单元，该通讯单元将表示所考虑参数的一个第一信号传送至一个地上位置。
12.根据权利要求11所述的装置还包括：
(A)一个地上双路通讯单元，该单元用于将一个第二信号传输至孔底双路通讯单元且接收所述第一信号；
(B)与地上双路通讯系统相连的一个地上处理器，该处理器对传输至地上双路通讯单元的第一信号和第二信号进行处理；
(C)与地上处理器相连的一个地上输入/输出装置以用于用户界面。
13.一种现场确定地层的所考虑参数的方法，该方法包括：
(a)将工作管柱上的一个工具输送到钻孔中，该工具和钻孔具有在该工具和钻孔壁之间延伸的一个环形空间；
(b)使至少一个可选择性地延伸的部件延伸以将工具和钻孔壁之间的环形空间的一部分隔离；
(c)将至少两个口暴露至隔离的环形空间中的流体，所述的至少两个口相互分开，其中，所述至少两个口之间的一个预定距离与所述至少两个口中的至少一个的尺寸成正比；
(d)利用一个测量装置来确定被隔离部分中流体的至少一个特征，所述特征表示出了所考虑的参数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：将工作管柱上的工具进行输送所用的工作管柱是从由下述部件所组成的一组中选择出的：(i)钻孔管道；(ii)盘管；(iii)测井缆。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：确定一个所考虑的参数即为确定地层的渗透性。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：所确定的渗透性是从由下述的一组中所选择来确定渗透性：(i)垂直渗透性；(ii)水平渗透性；(iii)垂直渗透性和水平渗透性的一个合成。
17.一种现场确定地层的渗透性的方法，该方法包括：
(a)将工作管柱上的一个工具输送到钻井孔中，该工具和钻孔具有在该工具和钻孔壁之间延伸的一个环形空间；
(b)使至少一个可选择性地延伸的部件延伸以将工具和钻孔壁之间的环形空间的一部分隔离；
(c)将一个控制口暴露至隔离出的环形空间中的流体；
(d)将至少一个传感器口暴露至所隔离的环形空间中的流体，所述的至少一个传感器口和控制口相互分离，其中，所述至少两个口之间的一个预定距离与控制口的尺寸成正比；
(e)将控制口处的压力降低以对控制口与所述地层之间的一个第一界面处的地层压力进行干扰。
(f)利用一个第一压力传感器传感控制口处的压力；
(g)在所述至少一个传感器口与所述地层之间的一个第二界面处传感压力；
(h)利用一个孔底处理器从传感器口压力和控制口压力来确定地层渗透性。
18.根据权利要求17所述的方法，该方法还包括将指示所述渗透性的一个信号传输至一个地上位置。
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