[发明专利]深度/取向检测工具和深度/取向检测方法

说明书

提供用于深度和径向取向检测的方法和系统。用于确定一个或多个井下部件的深度或径向取向的方法包括提供靶块和使用检测装置检测该靶块的深度和/或取向的步骤。在某些情况下，该靶块初始是非放射性的，且然后在被安装到井下后其可以被照射以形成相对短寿命的放射性靶块，该放射性靶块随后可由辐射检测器检测。以这种方式，靶块用作深度或径向取向标记。在靶块以相对于另一井下部件已知的径向关系被定位在井下的情况下，一旦确定该靶块的径向取向，则可推断出该另一井下部件的径向取向。本发明的优点包括较高的精度和降低的健康、安全和环境风险。

本申请是2012年7月2日在中国专利局提交的申请号为201280033927.4(PCT/US2012/045244)、名称为“深度/取向检测工具和深度/取向检测方法”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉援引

本申请是非临时专利申请，其根据35USC§119(e)要求于2011年7月8日提交的名称为“深度/取向检测工具和深度/取向检测方法”的、通过引用结合入本文的序列号为61/505,725的美国临时专利申请和于2012年7月2日提交的、整体结合入本文的序列号为13/539,641的美国专利申请的权益。

本申请涉及名称为“电磁深度/取向检测工具和电磁深度/取向检测方法”的序列号为61/505,739的美国临时专利申请，该申请通过引用结合入本文。

技术领域

本申请总体上涉及用于深度和取向(方位，orientation)检测工具的方法和系统。更具体地，但非限制性地，本发明的实施例包括使用用于某些井下作业(包括井下导管的穿孔)的深度和径向取向工具的方法和系统。

背景技术

在多种井下作业期间，往往期望确定一个或多个井下部件的径向取向。在烃类的勘探和生产中，导管通常伸入地下相当大的深度。这些相当大的地下距离往往使对多种井下部件的取向的确定复杂化。

有时候需要确定一个或多个井下部件的径向取向的井下作业的一个示例是对井下导管穿孔。穿孔是在套管或衬套中形成孔以实现储层和井眼之间的有效连通的工艺。因此形成的从套管或衬套进入储层地层的孔允许待从地层生产的油或气经过套管或衬套到达生产管道。最常见的穿孔方法使用装有聚能炸药的穿孔器。

如可想到的，往往需要沿远离某些敏感的/易受损害的井下部件的径向方向对导管穿孔。例如，一些井包括沿导管或管道的长度延伸的电缆，所述电缆用于将能量、实时数据和/或控制信号传送至地面设备和诸如传感器/换能器和控制阀的井下装置或者传送来自地面设备和诸如传感器/换能器和控制阀的井下装置的能量、实时数据和/或控制信号。(空心毛细管线往往以与电缆类似的方式使用以供应液压压力从而操作井下设备例如阀或用于其它目的如起爆炸药等)。为了避免在穿孔作业期间损坏电缆，需要沿基本上远离电缆的径向方向对导管穿孔。其它敏感装置或设备可被安装在待穿孔的导管上或待穿孔的导管附近。在这样的情况下，自然希望避免由于朝电缆或其它敏感装置的方向穿孔而损坏敏感装置。在某些情况下，希望远离另一相邻导管的径向方向对导管穿孔。

通过确定径向取向而获益的其它应用包括但不限于某些处理作业和测井作业。因此，确定一个或多个井下部件的径向取向在很多情况下是有利的。

很多常规装置已经提出确定井下部件的径向取向，但这些常规工具均具有很多缺点。

常规工具的一个示例是磁性物质工具。这种方法要求安装紧邻毛细管线放置的呈电缆形式的附加磁性物质，以提供足以被旋转的电磁测井工具测到的磁敏感物质。当前使用的电磁工具和程序不耐用且精度差，这往往导致对敏感的外部部件的不期望的穿孔。除了精度差之外，这些装置还受张力承载限制，需要获得耗时的固定读数，以及磁敏感物质要求等。这些磁性物质工具还要求在导管内的良好对中性，因为极小的距离变化会极大地影响工具的读数。工具的差的对中性往往导致造成对导管穿孔的沿非预期取向的误判。