CN1891977A - 井眼遥测系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于井场的井眼通信系统和方法，该井场具有从钻机到井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具。通信系统的一个示例包括位于向下打眼工具中的第一泥浆脉冲遥测设备和位于该向下打眼工具中的至少一个额外的非泥浆脉冲遥测设备。此示例系统还包括适于检测由遥测设备中的至少一个提供的调制压力的压力转换器或压力传感器中的至少一者。

Description

井眼遥测系统和方法

技术领域

本发明涉及在井眼操作中使用的遥测系统和方法。更具体而言，本发明涉及在地表单元和向下打眼工具之间传送信号的井眼遥测系统和方法。

背景技术

可以钻出井眼来定位和生产烃类物质。典型地，通过使在一端具有钻头的向下打眼钻探工具前进到土地中来形成井眼。当钻探工具前进时，钻探浆(“泥浆”)通过钻探工具中的一个或多个通道从地表泥浆坑泵出并泵出钻头。离开钻头的泥浆流回地表以返回到泥浆坑中，并且可以通过钻探工具再循环。这样，钻探泥浆冷却钻探工具，携带切屑和其他碎屑离开钻探工具，并浆切屑和其他碎屑沉积在泥浆坑中。如所知，除了由泵入井眼中的泥浆执行的冷却和清洁操作外，泥浆还形成衬垫井眼的泥饼，其除了其他功能外可以减小钻柱和地下地层之间的摩擦。

在钻探操作(即向下打眼钻探工具的前进)期间，向下打眼钻探工具和基于地表的处理单元和/或其他地表设备之间的通信可以使用遥测系统来进行。通常，这样的遥测系统能够在向下打眼钻探工具/井底组件(BHA)和地表设备之间进行电能、数据、命令和/或任何其他信号或信息的传送。因此，遥测系统能够将与井眼和/或向下打眼钻探工具的状态相关的数据传送到地表设备进行进一步处理、显示等，并且还能够经由从(多个)地表设备发送到向下打眼钻探工具的命令和/或其他信息来控制向下打眼钻探工具的操作。

图1中描绘了一种已知的井眼遥测系统100。在美国专利No.5,517,464中可找到这种已知系统的更信息描述，该专利通过引用而整体包含于此。参照图1，钻机10包括驱动机构12以提供驱动转矩给钻柱14。钻柱14的下端延伸到井眼30中并且载有钻头16以钻探地下地层18。在钻探操作期间，钻探泥浆20经由一个或多个泵24(例如，往复活塞泵)从地表29上的泥浆坑22抽出。钻探泥浆20通过泥浆管路26向下流动通过钻柱14、通过钻头16、并且经由钻柱14和井眼30的壁之间的环形空间返回地表29。在到达地表29时，钻探泥浆20通过管路32排出到泥浆坑22中，使得在钻探泥浆20被再循环之前泥浆中携带的岩石和/或其他钻井碎屑可以沉积到泥浆坑22的底部。

如图1所示，向下打眼随钻测量(MWD)工具34在钻探16附近包括在钻柱14中，用于获取和传递向下打眼数据或信息。MWD工具34包括电子传感器封装36和泥浆流井眼遥测设备38。泥浆流遥测设备38可以选择性地阻止泥浆20流过钻柱14以改变泥浆管路26中的压力。换言之，井眼遥测设备38可以用来调制泥浆20的压力以从传感器封装36传递数据到地表29。被调制的压力改变由两者均耦合到处理器(未示出)的压力转换器40和泵活塞传感器42检测到。处理器翻译被调制的压力变化以重建由传感器封装36收集并发送的数据。在共同转让的美国专利No.5,375,098中详细描述了压力波形的调制和解调，该专利通过引用而整体包含于此。

除了图1描绘的已知泥浆脉冲遥测系统100外，其他井眼遥测系统也可以用来建立向下打眼工具和地表单元之间的通信。已知遥测系统的示例包括美国专利No.6,641,434中描述的有线钻探管井眼遥测系统、美国专利No.5,624,051中描述的电磁井眼遥测系统、已公开PCT专利申请No.WO2004085796中描述的声学井眼遥测系统，它们全部通过引用而整体包含于此。使用数据传送或通信设备(例如耦合到传感器的收发器)的其他示例也已经用来在向下打眼工具和地表单元之间传送电能和/或数据。

尽管井眼操作中井眼遥测设备有这些发展和进步，仍然存在对井眼操作有额外可靠性和井眼遥测能力的需要。如同许多其他井眼设备一样，井眼遥测设备有时发生故障。此外，由许多已知井眼遥测设备提供的电能可能不足以向期望的井眼操作提供电能。已经做出努力在向下打眼工具中使用两种不同的泥浆脉冲遥测设备。特别地，不同泥浆脉冲遥测设备中的每一个典型地位于向下打眼工具中并且可通信地连接到各自不同地地表单元。这样的井眼遥测工具同时或不同时地并且以不同频率地运行。还已经做出努力来开发双通道向下打眼井眼遥测，以经由通信通道传递数据流而被独立翻译，如美国专利No.6,909,667中描述。

尽管井眼遥测系统中的上述进步，仍然需要提供能够提供增加的可靠性、增大的速度和增大的电能能力的井眼遥测系统。如以下信息描述中阐明的那样，示例方法和装置能够使得遥测系统在一个或多个频率下操作并提供增大的带宽。此外，下述示例方法和装置能够使得多种不同的井眼遥测设备与大量的一个或多个向下打眼部件(例如信息评价工具)结合，来提供执行井眼操作的灵活性。此外，下述示例方法和装置提供了备用井眼遥测能力，能够进行多个相同或非常相似的井眼遥测工具的操作，能够产生比较性井眼测量值，能够启动多个井眼遥测工具，增大一个或多个向下打眼工具与一个或多个地表单元之间通信的可用带宽和/或数据传递率，并且能够使井眼遥测工具适应不同和/或变化的井眼状况。

发明内容

根据一个公开示例，一种用于井场(该井场具有在井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具)的井眼通信系统包括布置在所述向下打眼工具中的第一泥浆脉冲遥测设备。此示例系统还可以包括布置在所述井眼中与泥浆脉冲遥测设备不同的至少一个额外的遥测设备。此外，示例系统可以包括压力转换器或压力传感器中的至少一者，以检测由所述泥浆脉冲遥测设备中的至少一个提供的调制压力。

在另一个公开示例中，一种用于井场(该井场具有在井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具)的井眼通信系统包括多个井眼遥测系统。所述井眼遥测系统中的至少一个可以包括有线钻探管遥测系统。此示例系统还可以包括与所述多个井眼遥测系统中的至少一个通信的至少一个地表单元。

在又一个公开示例中，一种用于井场(该井场具有在井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具)的井眼通信系统包括测量至少一个井眼参数的至少一个地层评价部件。此示例系统还可以包括多个井眼遥测系统。所述井眼遥测系统中的至少一个可以与所述至少一个地层评价部件通信以从其接收数据并将该数据传送到地表单元。

在又一个公开示例中，一种在地表位置和井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具之间进行通信的方法使用位于所述向下打眼工具中的至少一个向下打眼部件来评价地下地层。所述向下打眼工具可以包括多个井眼遥测系统。此示例方法还可以经由所述井眼遥测系统中的至少一个选择性地从所述至少一个向下打眼部件传送数据到地表单元。

附图说明

图1是连接到钻柱并配备为从钻机到井眼中的已知随钻测量工具和井眼遥测设备的局部剖视示意图。

图2是包括向下打眼工具的示例遥测系统的局部剖视示意图，该向下打眼工具带有多个泥浆脉冲遥测设备。

图3是包括向下打眼工具的另一个示例遥测系统的局部剖视示意图，该向下打眼工具带有有线钻探管井眼遥测设备。

图4是包括向下打眼工具的另一个示例遥测系统的局部剖视示意图，该向下打眼工具带有泥浆脉冲遥测设备和电磁井眼遥测设备。

图5是包括向下打眼工具的另一个示例遥测系统的局部剖视示意图，该向下打眼工具带有多个向下打眼部件和多个井眼遥测设备。

具体实施方式

特定示例示出在上述附图中并以下将详细描述。在描述这些示例时，相似或相同的标号用于标示相同或类似元件。附图不一定按比例绘制，并且附图的特定特征和特定视图可以在比例上放大或示意性地示出以便于清楚和/或简化。

现在参照图2，示出了具有多个遥测设备地泥浆脉冲井眼遥测系统200。与图1的已知系统100相反，示例井眼遥测系统200包括两个MWD工具234a和234b、两个泥浆脉冲遥测设备238a和238b、两个转换器240a和240b、以及两个传感器242a和242b。此外，MWD工具234a和234b可以经由泥浆脉冲遥测设备238a和238b与单个地表计算机或单元202通信。从图2的示例系统200可以看出，泥浆脉冲遥测设备238a和238b相同或基本上相同，MWD工具234a和234b相同或基本上相同，并且设备238a和238b以及工具234a和234b位于单个向下打眼工具201(即相同向下打眼工具)内。

地表单元或计算机202可以使用任何期望的硬件和/或软件组合来实现。例如，个人计算机平台、工作站平台等可以在计算机可读介质(例如，磁或光硬盘、随机访问存储器等)上存储并执行一个或多个软件例程、程序、机器可读代码或指令等，来执行此处所述的操作。附加地或者替代地，地表单元或者计算机202可以使用专用硬件或者逻辑电路，例如专用集成电路、配置可编程逻辑控制器、离散逻辑电路、模拟电路、无源电器件等，来执行此处所述的功能或操作。

此外，虽然在图2的示例中地表单元202被描绘为较接近钻机10，但地表单元202的一部分或者整体也可以替代地位于离钻机10较远。例如，地表单元202可以经由一个或多个无线或硬连线通信链路的任意组合(未示出)可操作和/或可通信地耦合导井眼遥测系统200。这样的通信链路可以包括使用任何期望的通信协议经由分组交换网络(例如互联网)、硬连线电话线路、蜂窝通信链路和/或其他基于无线电频率的通信链路等进行的通信。

详细地参照图2，MWD工具234a和234b可以使用用来实现图1的MWD工具34的相同(多个)设备来实现。类似地，泥浆脉冲遥测设备238a和238b可以使用用来实现图1的泥浆脉冲遥测设备38的相同(多个)设备来实现。可以用来或者可以适于实现设备38、238a和238b的泥浆脉冲遥测设备的示例在美国专利No.5,517,464中进行了描述，该专利先前已经通过引用而包含进来。

在操作中，图2的示例井眼遥测系统200使用泥浆脉冲遥测设备238a和238b以在井眼30的环形空间28中流动的泥浆20中产生信号(例如(例如调制压力信号)。这些产生的信号(例如停止或变化的压力信号)可以由一个或多个压力转换器240a和240b和/或压力传感器242a和242b检测并由地表单元202分析，以提取或者获得与向下打眼工具201的(多个)操作状况(例如MWD工具234a和234b之一或两者)、井眼30中的状况和/或任何其他期望的向下打眼信息相关的数据或其他信息。这样，可以在向下打眼工具201与地表单元202之间以及由此在MWD工具234a和234b与地表单元202之间建立通信。更一般地，向下打眼工具201和地表单元202之间的这种通信可以使用上行链路或下行链路系统来建立。此外，虽然结合图2的示例遥测系统200描述了泥浆脉冲遥测设备238a和238b，但其他类型的井眼遥测设备可以采用来代替泥浆脉冲遥测设备238a和238b或者作为其补充。例如，可以使用一个或多个泥浆报警器、正脉冲泥浆流遥测设备、和/或负脉冲泥浆流遥测设备。

通常，此处描述的示例井眼遥测系统可以使用相对于向下打眼工具布置或定位在各种配重中的遥测设备。在图2的示例中，遥测设备238a和238b之一或两者可以可操作地或者可通信地耦合到相同(即单个)MWD工具(例如工具234a或工具234b)。或者，遥测设备238a和238b中的每个可以可操作地或者可通信地耦合到各自不同的工具。例如，遥测设备238a可以可通信地或者可操作地耦合到MWD工具234a，而遥测设备238b可以可通信地或者可操作地耦合到MWD工具234b，如图2所示。如以下详细讨论，遥测设备238a和238b之一或两者可以可通信地或者可操作地耦合到一个或多个额外的向下打眼部件。

再次参照图2的示例系统200的操作，泥浆脉冲遥测设备238a和238b可以通过改变流过遥测设备238a和238b的泥浆流来发送上行链路信号(例如，沿着环形空间28传送到地表29的变化或者调制的压力信号)。这样的上行链路信号(例如变化或调制的压力信号)由压力转换器240a和240b和/或压力传感器242a和242b感应或检测到。特别地，由遥测设备238a产生的上行链路信号可以由转换器240a和/或压力传感器242a检测或感应到。类似地，由遥测设备238b产生的上行链路信号可以由转换器240b和/或压力传感器242b检测或感应到。压力转换器240a和240b可以使用用于实现图1的压力转换器40相同或者相似的设备来实现，并且传感器242a和242b可以使用用于实现图1的传感器42相同或相似的设备来实现。

图3是另一个示例遥测系统300的局部剖视示意图，该示例遥测系统300包括具有有线钻探管井眼遥测系统或设备348的向下打眼工具301。与图1所示的已知泥浆脉冲遥测系统100相反，示例遥测系统300利用容纳在MWD工具334中的泥浆脉冲遥测设备338并包括有线钻探管遥测系统348。

如图3所示，MWD工具334和泥浆脉冲遥测设备338可以定位在向下打眼工具301中。MWD工具334可以使用与用于实现图1的MWD工具34和/或图2的MWD工具234a和234b相似或相同的设备来实现。类似地，泥浆脉冲遥测设备338可以使用与用于实现图1的泥浆脉冲遥测设备38和/或图2的泥浆脉冲遥测设备238a和238b相似或相同的设备来实现。此外，地表单元或计算机302可以用类似于结合图2描述的地表单元或计算机202相似的方式来实现。因此，地表单元302可以经由泥浆脉冲遥测设备338可操作地或可通信地耦合到MWD工具334，和/或可以经由一个或多个通信链路(未示出)可操作地或可通信地耦合到有线钻探管遥测系统348。与图2地示例系统200一样，地表单元或计算机302可以靠近钻机10，或者替代地地表单元或计算机302地一部分或整体可以相对于钻机10远离地定位。

详细地参照有线钻探管井眼遥测系统348，在图3的示例中可以看出系统348基本上完全延伸通过钻柱14。在美国专利No.6,641,434中描述了可以用来实现系统348的有线钻探管遥测系统的示例，该专利之前已通过引用而包含进来。如图3所示，有线钻探管井眼遥测系统348包括位于形成或构成钻柱14的每个钻探管350中的多条或一系列导线352。耦合器354位于钻探管350的每个端部处，使得当管350被连接、接合或者耦合时，钻柱14提供通过钻柱14延伸的硬连线通信链路。虽然在图3中有线钻探管遥测系统348被描绘为基本上完全延伸通过钻柱14到MWD工具334，但有线钻探管遥测系统348也可以替代地仅部分延伸通过钻柱14。

在操作期间，泥浆脉冲遥测设备338和有线钻探管系统348中的任一个或者两者可以被用来使得能够进行向下打眼工具301(例如MWD工具334)和地表单元302之间的通信。根据钻机10的具体操作模式和/或向下打眼或其他环境状况，设备338或系统348可以最好地适应来传送数据到地表单元302。替代地或者附加地，设备338和系统348两者都可以同时地用来在地表单元302和向下打眼工具301之间传送信息。在此情况下，所传送的信息可以涉及相同的向下打眼(多个)参数或(多个)状况或者不同的(多个)参数或(多个)状况。

图4是另一个示例遥测系统400的局部剖视示意图，此示例遥测系统400包括具有泥浆脉冲遥测设备438和电磁井眼遥测设备448的向下打眼工具401。分别与图2和3所示的系统200和300相似，系统400包括可以与向下打眼工具401和/或其他向下打眼部件通信并分析从其获得的信息的地表单元或计算机402。这样，地表单元402可以经由例如泥浆脉冲遥测设备438可操作地或者以其他方式耦合到MWD工具434。此外，如同其他系统200和300，地表单元402可以如图所示地接近钻机10，或者地表单元402地一部分或整体可以相对于钻机10远离地定位并经由例如无线和硬连线通信链路的任何组合可通信地耦合到系统400。

泥浆脉冲遥测设备438位于向下打眼工具401中并且可以使用与用于实现图1的设备38、图2的设备238a和238b和/或图3的设备338相同或相似的设备来实现。此外，MWD工具434位于向下打眼工具401中并且可以使用与用于实现图2的工具234a和234b和/或图3的工具334相同或相似的设备来实现。

电磁井眼遥测系统448包括向下打眼收发器454和地表收发器452。美国专利No.5,624,051中描述了可以用于实现图4的系统448的电磁井眼遥测系统的示例，该专利之前已通过引用而包含于此。如图4中示例所示，电磁井眼遥测系统448还设置有间隙套环450，其位于向下打眼工具401中以增强在收发器452和454之间传送的电磁信号。在美国专利No.5,396,232中描述了可以用于实现套环450的间隙套环的示例。

虽然图2-4中描绘的示例系统包括特定组合的泥浆脉冲遥测、有线钻探管遥测和电磁遥测系统，这些系统的其他组合也可以用来实现相同或类似结果。例如，使用泥浆报警器、正和/或负脉冲遥测设备、声学遥测设备、扭力波遥测设备或任何其他(多个)遥测设备的井眼遥测系统可以用来代替图2-4所示的那些或者作为其补充，以与地表单元或计算机通信。此外，通信链路(例如无线、硬连线)的各种组合可以用来提供地表单元和遥测设备之间的选择性通信以适合于特定应用的需要。

此外，应当理解与此处描述的示例一起使用的遥测设备或其任何组合可以位于向下打眼工具附近的各种配重中。例如，这些设备可以定位成彼此相邻，或者替代地离开一定的期望距离，或者在有或没有部件置于其间的情况下间隔开。遥测设备可以如示例中所示地竖直定向，或者设备中的一个或多个可以倒置。

图5是另一个示例遥测系统500的局部剖视示意图，此示例遥测系统500包括具有多个向下打眼部件和多个井眼遥测设备的向下打眼工具501。如图5的示例系统500所示，向下打眼工具501包括两个MWD工具534a和534b、两个泥浆脉冲遥测设备538a和538b、两个压力转换器540a和540b以及两个传感器542a和542b。

可以分别与图2、3和4中的示例地表单元202、302和402相似或相同的地表单元或计算机502可以可通信地和/或可操作地耦合到遥测设备538a和538b和/或向下打眼部件548a和548b。如同其他示例地表单元202、302和402，示例地表单元502可以接近(例如在现场)钻机10或者相对于钻机10远离地定位(例如非现场)，并且可操作地和/或可通信地经由任何期望地通信链路(未示出)耦合到遥测系统、MWD工具534a和534b和/或泥浆脉冲遥测设备538a和538b。MWD工具534a和534b可以使用与用来实现MWD工具34、234a、234b、334和/或434相似或相同的设备来实现。类似地，泥浆脉冲遥测设备538a和538b可以使用与用于实现泥浆脉冲遥测设备38、238a、238b、338和/或438相似或相同的设备来实现。

如图5所示，向下打眼工具501容纳MWD工具534a和534b、泥浆脉冲遥测设备538a和538b、以及向下打眼部件548a和548b。在图5的示例中，向下打眼部件548a和548b被描绘为地层评价工具，其可以用于测试和/或采样来自环境地层的流体。在公开的美国专利申请No.2005/01109538中描述了可以用来实现工具548a和548b的这种地层评价工具的示例，该专利通过引用而整体包含于此。如图所示，向下打眼部件548a和548b包括具有探头554a和554b以将流体抽入向下打眼工具501中的稳定器叶片552a和552b，和帮助驱动探头554a和554b克服井眼30的壁而到位的备用活塞550a和550b。地层评价部件548a和548b可以使得能够进行各种压力测试和/或采样过程。虽然图5的示例描绘了向下打眼工具501中的两个地层评价部件，也可以使用一个或者多于两个地层评价部件。

在图5的示例中，井眼遥测设备538a和538b可操作地耦合到各自的向下打眼部件548a和548b。但是，一个或多个井眼遥测设备可以耦合到一个或多个向下打眼部件。例如，两个井眼遥测设备可以耦合到相同的向下打眼部件，或者每个井眼遥测设备可以耦合到单个不同的向下打眼部件。此外，多个地层评价部件可以耦合到井眼遥测设备538a和538b之一或两者。当在本申请中使用时，“地层评价部件”是指在钻探、测量抵抗力、核磁测量值的同时用于进行诸如采样、检测地层压力的地层评价的设备，或者用于评价地下地层的任何其他向下打眼工具。

诸如此处结合示例系统描述的那些方案的多个井眼遥测设备和/或系统可以用于提供具有执行独立或综合向下打眼操作的能力的向下打眼工具。例如，一个井眼遥测系统和/或遥测设备可以与向下打眼地层评价部件结合使用来执行各种测试操作，而第二遥测设备可以用于执行抵抗力操作。可以按照需要设置额外的井眼遥测系统和/或设备。在某些情况下，可能期望使用与特定向下打眼部件结合的特定井眼遥测系统来执行特定的向下打眼操作。

使用井眼遥测系统获得的测量值可以进行比较与分析。这样，双重的或者冗余的测量值可以用于校准和/或验证目的。此外，双重的或者冗余的测量值可以在不同位置处(在相同或不同的时间下)获得以确定不同向下打眼位置处的地层差异。通过不同部件获得的测量值也可以被分析以确定例如性能能力和/或地层属性。

井眼遥测设备的个别或单个功能性也可以用来按照需要供应和/或增强向下打眼/BHA中的仪器或工具的电能能力，以执行连续的或额外的操作。例如，如本领域中已知的那样，此处公开的系统的实施例可以实现为具有电源(例如蓄电池)或者电力发电机(例如泥浆涡轮机)以提供期望的能量。其他实施例可以实现为使用此处公开的有线钻探管系统经由电磁能量传送来进行电能传递。

多个井眼遥测设备也可以用来增大到地表的数据传输速率和/或消除向下打眼工具中对蓄电池的需要。使用多个向下打眼遥测设备还可以在一个井眼遥测系统发生故障或由于其他原因不能正常工作的情况下提供备用系统。此外，在使用两个不同井眼遥测系统和/或设备的情况下，可以按照期望或需要采用替代类型的通信以在向下打眼工具和地表单元之间提供更有效的通信。此外，任何期望的通信介质(例如包括空气、甲烷、氮气的气体/气体混合物、泥浆等)或介质组合可以用于实现此处描述的遥测系统。例如，无线和/或硬连线介质的任何组合可以用于适应特定应用的需要。更具体而言，无线介质可以包括钻探泥浆、电磁信号、声学信号等，并且硬连线介质可以包括有线钻探管和/或使用电导体的任何其他介质。在某些情况下，尤其是当在平衡钻探下运行时，象氮气的惰性气体、甲烷或空气被混合以减小泥浆的重量。如果在泥浆系统中存在过量其他，泥浆脉冲遥测系统通常不能工作。在某些情况下仅加压气体用于钻探。在这些情况下，可以使用本发明的电磁和/或有线钻探管遥测系统。这些遥测系统或多个电磁或其他遥测设备的组合也可以如此处公开那样被使用。

如结合图2、3、4和5地示例所述，地表单元202、302、402和/或502可以定位为在现场或非现场(例如相对于钻机)，并且可以经由通信链路(未示出)可通信地和/或可操作地耦合到一个或多个不同的向下打眼工具。通信链路可以使用能够在井眼遥测设备和地表单元或计算机之间传输数据的任何期望的无线和/或硬连线链路。在这些示例中，通信链路可以经由诸如压力转换器之类的中间设备耦合到井眼遥测设备。通信链路提供了用于在井眼遥测设备和地表计算机之间传递诸如命令、数据、电力的信号或其他信号的装置。这些信号可以用于控制向下打眼工具和/或恢复由向下打眼工具收集的数据。优选但非必须地，信号被实时传递以提供快速有效的数据收集、工具操作和/或对井眼状况的响应。

一个或多个通信链路可以被提供以可操作地将(多个)井眼遥测系统和/或设备耦合到一个或多个地表单元。这样，每个井眼遥测设备和/或系统可以选择性地与一个或多个地表单元通信。或者，这样的链路可以耦合(多个)井眼遥测系统和/或设备。(多个)遥测设备可以经由井眼遥测系统与地表通信。各种通信链路可以被提供以使得井眼遥测设备和/或系统可以与彼此和/或(多个)地表单元独立地、同时或基本上同时地、交替地(例如当一个遥测设备主动通信时，其他遥测设备不主动通信)和/或在选择(例如预定)时间帧或者间隔期间通信。

经由此处说明地示例井眼遥测系统传送的信号和/或其他通信可以被使用或者操纵来允许高效的数据或信息的流。例如，示例遥测设备和/或系统可以选择性地操作来从向下打眼工具传递数据到地表单元或计算机。这样数据可以以相似或不同频率、同时或基本同时地和/或独立地从遥测设备和/或系统被传递。这些数据和/或信号可以被选择性地操纵、分析或进行其他处理以产生优化的和/或期望的数据输出。这些数据(例如输出数据)可以被比较(例如同参考值、阈值等)和/或分析以确定井场状况，该状况可以被用来调节操作状况、定位有价值的烃类物质、和/或执行任何其他期望的操作或功能。

从上述说明将理解到，此处说明的示例系统和方法可以从提供的具体实施例被改进。例如，此处说明的通信链路可以是有线的或者无线的。此处说明的示例设备可以手动地和/或自动地促动或操作以执行期望的操作。可以按照需要和/或基于从向下打眼操作产生的数据、检测到的状况和/或获得的结果来进行这样的变化。

因此所提供的上述说明和示例系统与方法仅仅是出于举例说明目的而不应被理解为限制性的。因此，虽然此处以及说明了一定的设备和方法，本发明的覆盖范围不限于它们。相反，本发明覆盖从字面上或者按照等同原则公正地落入所附权利要求范围内的全部实施例。

Claims (28)

1.一种用于井场的井眼通信系统，该井场具有在井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具，所述通信系统包括：

布置在所述向下打眼工具中的第一泥浆脉冲遥测设备；

布置在所述井眼中与泥浆脉冲遥测设备不同的至少一个额外的遥测设备；和

压力转换器或压力传感器中的至少一者，以检测由所述泥浆脉冲遥测设备提供的调制压力。

2.根据权利要求1所述的通信系统，还包括与所述遥测设备中的至少一个通信的地表单元。

3.根据权利要求1所述的通信系统，还包括执行向下打眼操作的至少一个地层评价部件。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其中所述至少一个地层评价部件可操作地耦合到所述遥测设备中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其中所述至少一个额外的遥测设备包括遥测系统。

6.根据权利要求5所述的通信系统，所述至少一个额外的遥测设备包括电磁井眼遥测系统。

7.根据权利要求5所述的通信系统，所述至少一个额外的遥测设备包括有线钻探管遥测系统。

8.根据权利要求1所述的通信系统，还包括位于所述向下打眼工具中的至少一个额外的泥浆脉冲遥测设备。

9.一种用于井场的井眼通信系统，该井场具有在井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具，所述通信系统包括：

多个井眼遥测系统，其中所述井眼遥测系统中的至少一个包括有线钻探管遥测系统；和

与所述多个井眼遥测系统中的至少一个通信的至少一个地表单元。

10.根据权利要求9所述的通信系统，其中所述多个井眼遥测系统包括另一有线钻探管遥测系统、泥浆脉冲遥测系统或电磁遥测系统中的一个或多个。

11.根据权利要求9所述的通信系统，还包括执行向下打眼操作的至少一个地层评价部件。

12.根据权利要求11所述的通信系统，其中所述至少一个地层评价部件可操作地耦合到所述遥测设备中的至少一个。

13.一种用于井场的井眼通信系统，该井场具有在井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具，所述通信系统包括：

测量至少一个井眼参数的至少一个地层评价部件；和

多个井眼遥测系统，其中所述井眼遥测系统中的至少一个与所述至少一个地层评价部件通信以从其接收数据并将该数据传送到地表单元。

14.根据权利要求13所述的通信系统，其中所述井眼遥测系统包括泥浆脉冲遥测系统、电磁遥测系统或有线钻探管遥测系统中的一个或多个。

15.根据权利要求13所述的通信系统，其中每个地层评价工具可操作地耦合到各个井眼遥测设备。

16.一种在地表位置和井眼中用来穿透地下地层的向下打眼工具之间进行通信的方法，所述方法包括：

使用位于所述向下打眼工具中的至少一个向下打眼部件来评价地下地层，其中所述向下打眼工具包括多个井眼遥测系统；和

经由所述井眼遥测系统中的至少一个选择性地从所述至少一个向下打眼部件传送数据到地表单元。

17.根据权利要求16所述的方法，其中同时从每个向下打眼部件传送所述数据。

18.根据权利要求16所述的方法，其中从至少两个向下打眼部件在不同时间传送所述数据。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括在井眼遥测设备之间传送所述数据。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括分析从所述至少一个地层评价部件收集来地数据。

21.根据权利要求20所述的方法，其中比较来自每个地层评价部件的数据。

22.根据权利要求16所述的方法，还包括使用所述多个井眼遥测系统之一向向下打眼工具供应电能。

23.一种井眼遥测系统，包括：

第一井眼遥测设备，其耦合到向下打眼工具并适于使用通信介质来与地表计算机通信；和

第二井眼遥测设备，其耦合到所述向下打眼工具并适于使用所述通信介质、有线钻探管通信链路、或电磁通信链路之一与所述地表计算机通信。

24.根据权利要求23所述的井眼遥测系统，其中所述向下打眼工具包括至少两个随钻测量工具。

25.根据权利要求23所述的井眼遥测系统，其中所述通信介质包括井眼中的泥浆。

26.根据权利要求23所述的井眼遥测系统，其中所述通信介质包括井眼中的泥浆和气体的混合物。

27.根据权利要求23所述的井眼遥测系统，其中所述通信介质包括井眼中的主要由氮气、甲烷或空气构成的气体。

28.根据权利要求24所述的井眼遥测系统，其中所述第一和第二井眼遥测设备包括泥浆脉冲遥测设备、报警器、正脉冲设备或负脉冲设备中的至少一个。

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