钻孔遥测的方法和系统技术方案

一种利用为部署在横穿地层的钻孔中而配置或设计的工具进行钻孔遥测的方法和系统。该工具包含井下遥测模块；表面遥测模块；以及为利用根据至少一个井下参数从多种遥测方案中选择的遥测方案，经过一个或多个数据通信信道传送数据而配置或设计的井下模块与表面模块之间的数据链路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及在涉及地层的勘查中进行钻孔遥测的方法和系统。更具体地说， 本文公开的一些方面针对利用有选择地发送信息的多方案遥测系统在井下工具与表面系统之间传输数据，以便提高数据传送的可靠性，尤其在像钻孔测井那样的困难环境下的方法和系统。
技术介绍
地球物理性质数据的准确和快速收集和分配是成功勘探和生产石油资源的关键。 根据像在钻井中收集的电和核性质那样的数据，以便声音通过地层的传播，地球物理学家作出可用在作出许多重要作业决策中的分析。该分析包括一口井是否有可能生产油气，是否在现有井附近钻附加井，和是否放弃一口不产油的井的确定。除了本领域的普通技术人员已知的应用之外，本文所述类型的测量也可用在CO2 封存、甲烷水合物沉积层的开发、储水层和地热监测、地震监测、和用于储层描绘的监测的领域中。地球物理学家也可以使用钻井数据来选择井中放套管的地方和决定如何对井打孔以刺激油气流动。收集钻井地球物理性质的一种方法是通过测井。在测井时，在电力线缆，即，钢缆(wireline)上将测井工具(也常称为探测器)下放到钻井中。测井工具是可以，例如，收集电数据、通过周围地层传播的声波波形、或放射性计数的电动测量设备。通常将这些测量转换成数字形式，并且在钢缆上传输它们。经过钢缆线缆将数据从钻孔测井工具传输到数据获取系统的系统被称为钢缆遥测系统。除了在本文所述那种类型的钻孔中已知存在的极端条件之外，典型的钻孔遥测系统工作在像高温、由于长线缆长度引起的高失真在表面和/或井下接收器上低信噪比 (SNR)那样的极端条件下。在钢缆钻孔遥测系统中，井下遥测盒收集从与其连接的一个或多个测量工具发送的数据，并且通过测井线缆将井下数据传输到表面获取系统。取决于工具串组合和钻井条件，可以生成几种类型的噪声，它们往往对数据的传送和井下遥测系统的性能产生负面影响。斯伦贝谢(Schlumberger)技术公司通常拥有的美国专利第5，838，727号公开了一种钢缆遥测系统。这种钢缆遥测系统使用单个载波频率将数据从测井工具传输到表面计算机。钢缆线缆主要是针对机械性质设计的。现代的油井可能钻到超过30，000英尺的深度。线缆必须能够承受测井工具的重量和长线缆本身的重量产生的张力。如上所述，为了提高和观察石油和天然气沉积层的开采，记录和监测钻孔已经做了很多年。在钻孔的测井中，进行地下测量的一种方法包括将一个或多个工具附在与表面系统连接的钢缆上。然后，通过钢缆将这些工具下放到钻孔中，并且一边进行测量一边通过钻孔抽回到表面(“测井”)。钢缆通常是具有有限数据传输能力的导电线缆。类似地，利用一般也附在电力线缆上的永久传感器建立永久监测系统。由于更高分辨率的传感器、更快的测井速度、和可用于单根钢缆绳的附加工具，对钢缆测井工具和永久监测系统具有更高数据速率的需求正迅速增加。作为需要更高数据速率的后果，引起了像数据质量变差那样的数据传输问题。因此，希望使信噪比(SNR)得到提高地在井下与表面工具之间传送数据，以便不损害传送数据的质量。从上文中可明显看出，需要改善井下遥测系统中的数据传输，并且拥有更适合特定钻孔条件和井下参数以便传送井下数据的遥测系统。
技术实现思路
本文的公开可以满足上述需要和其它需要的至少一些。鉴于上面讨论的
技术介绍
、和在钻孔遥测的领域中已知的其它因素，本申请人认识到，需要以可靠、有效的方式在井下工具与表面系统之间传输数据的方法和系统。这样，本申请人认识到，需要可以克服， 或至少部分克服在钻孔遥测的传统方法和系统，尤其，利用基于单种、固定遥测方案的调制解调器的钻孔遥测系统中固有的缺点的技术。本申请人认识到，可以在钻孔遥测系统中利用多方案遥测技术来解决经过钢缆型线缆传输数据时引起的像低信噪比(SNR)那样的问题。“井下工具”和“钻孔系统”广义地用于指用在地下环境中的任何工具或系统，包括测井工具、成像工具、声学工具、永久监测工具、和组合工具，但不局限于这些。本文公开的方面包括与沿着盘管、或线缆、钢缆、钢丝、 有线钻杆、或具有遥测能力的任何其它适当井下部署机构附着的多个设备组合的钻孔通信系统。就本公开而言，当使用术语“钢缆”、“钻杆”、“线缆”、“钢丝”或“盘管或输送工具”的任何一个时，应该理解为可以不偏离本专利技术的精神和范围地与本公开一起使用上面提及的部署机构，或任何其它适当等效机构的任何一个。在一些方面中，本公开讲述了使用多方案遥测系统来推导在利用，例如，钢缆线缆的钻孔环境下数据的改进、有效传输。本申请人认识到，多方案调制解调技术可以有利地被修改成用于利用，例如，现有数据遥测线缆系统的钻孔环境下的数据遥测应用，以便提供利用当前可用技术和系统不可能达到的数据传输结果。本文公开的方法和系统指向包含为部署在横穿地层的钻孔中而配置或设计的工具的钻孔遥测系统。在本公开的一些实施例中，所述工具包含井下遥测模块；表面遥测模块；为经过一个或多个数据通信信道传送数据而配置或设计的井下模块与表面模块之间的数据链路；以及为利用根据至少一个井下参数从预定多种遥测方案中选择的遥测方案在井下与表面模块之间传送数据而配置或设计的多方案调制解调器。在本文的一些方面中，所述数据链路经由钢缆线缆在表面模块与井下模块之间传送数据。在另外的其它实施例中，所述钢缆线缆可以包含7根导体的七芯线缆。所述钢缆线缆可以将电力提供给井下工具。所述井下遥测模块可以与配置成处在钻孔中的时候进行测量的至少一个工具连接，和所述数据链路可以配置或设计成将数据传递给所述工具或传递来自所述工具的数据。提供了一种钻孔遥测的方法，其包含在横穿地层的钻孔中将工具部署在至少一个深度上。所述工具包含井下遥测模块，和经过所述井下遥测模块与表面遥测模块之间的数据链路传送数据。所述数据链路可以包含一个或多个数据通信信道。所述数据通过根据至少一个井下参数从预定多种遥测方案中选择一种遥测方案来传送。在一些实施例中，所述井下遥测模块和所述表面遥测模块的至少一种包含为选择至少一种遥测方案而配置或设计的多方案调制解调器。在其它实施例中，所述多方案调制解调器可以配置或设计成自动和/或手动选择至少一种遥测方案。在本公开的一些方面中，所述多方案调制解调器可以配置或设计成根据信道条件和/或数据速率选择两种遥测方案之一。在本公开的某些实施例中，可以根据至少一个井下参数从多种解调/解调方案中选择至少一种遥测方案。在本公开的另一个实施例中，配置成在横穿地层的钻孔中部署在至少一个深度上的工具包含多个往返舱。所述往返舱包含多个井下工具和至少一个井下遥测盒，每个井下工具被配置或设计成经由井下遥测控制器，通过相关接口组件与所述至少一个井下遥测盒数据通信。所述井下遥测控制器至少通过第一和第二遥测方案可操作地与表面系统连接， 和所述遥测控制器被配置或设计成在所述至少第一和第二遥测方案之间作出选择以便与所述表面系统进行数据传送。本公开的一些方面提供了一种钻孔遥测的方法。所述方法包含在横穿地层的钻孔中将工具部署在至少一个深度上，所述工具包含井下遥测模块；利用所述井下遥测模块获取地层信息；将所述信息发送给井下遥测控制器；根据至少一个井下参数选择多种遥测方案之一；以及利用所选遥测方案经过所述井下遥测控制器与表面遥测模块之间的数据链路传送数据。在本公开的某些方面中，所述多种本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种钻孔遥测系统，包含：为部署在横穿地层的钻孔中而配置或设计的工具，所述工具包含井下遥测模块；表面遥测模块；以及为经过一个或多个数据通信信道传送数据而配置或设计的井下模块与表面模块之间的数据链路，其中，所述系统被配置或设计成利用根据至少一个井下参数从多种遥测方案中选择的至少一种遥测方案传送数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T特汉，小林有一，D桑托索，N维拉辛格，中之内基宏，
申请(专利权)人：普拉德研究及开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：VG