井下可視化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用井下可視化系統(tǒng)使井下環(huán)境可視化的方法。井下可視化系統(tǒng)包括：包括一個或多個傳感器的井下工具串，用于處理傳感器信號以提供傳感器數(shù)據(jù)的井下數(shù)據(jù)處理裝置，用于井上處理和可視化的井上數(shù)據(jù)處理裝置，以及可操作以將傳感器數(shù)據(jù)從井下數(shù)據(jù)處理裝置傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)通信鏈路，所述傳感器能夠產(chǎn)生表示井下環(huán)境中的一個或多個物理參數(shù)的傳感器信號。井下可視化系統(tǒng)還包括井下數(shù)據(jù)緩沖裝置，其能夠從井下數(shù)據(jù)處理裝置接收傳感器數(shù)據(jù)，并將傳感器數(shù)據(jù)暫時存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中。
【專利說明】井下可視化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用井下可視化系統(tǒng)使井下環(huán)境可視化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]井下環(huán)境的井上可視表現(xiàn)正變得日益相關(guān)以便優(yōu)化來自井下的生產(chǎn)。能夠收集關(guān)于井的信息的記錄工具在近年來已經(jīng)變得更先進(jìn)，并且由于當(dāng)今從記錄工具到井上處理器的提高的計算能力和提高的數(shù)據(jù)傳送速率，井下環(huán)境的可視實時表現(xiàn)已經(jīng)更多地成為關(guān)注焦點。此外，利用井下處理器的動態(tài)記錄允許不同分辨率的記錄數(shù)據(jù)由用戶位于的井上控制。
[0003]然而，動態(tài)記錄需要把用戶指示從井上處理器發(fā)送到井下處理器，這在高分辨率記錄數(shù)據(jù)從井下傳送到井上處理器時會加重數(shù)據(jù)傳送的負(fù)擔(dān)并限制數(shù)據(jù)傳送。附加地，在操作期間，需要井下數(shù)據(jù)帶寬來控制處于操作中的工具。因此，數(shù)據(jù)傳送通常是工具控制和記錄數(shù)據(jù)傳送之間的折衷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是完全地或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點和缺陷。更具體地，目的是提供使用實時表示井下物理參數(shù)的傳感器數(shù)據(jù)使井下環(huán)境可視化的改進(jìn)的井下可視化方法。
[0005]以上目的以及根據(jù)以下描述將變得明顯的許多其他目的、優(yōu)點和特征，通過根據(jù)本發(fā)明的解決方案，通過使用井下可視化系統(tǒng)使井下環(huán)境可視化的方法實現(xiàn)，所述井下可視化系統(tǒng)包括:包括一個或多個傳感器的井下工具串，用于處理傳感器信號以提供傳感器數(shù)據(jù)的井下數(shù)據(jù)處理裝置，用于井上處理和可視化的井上數(shù)據(jù)處理裝置，以及可操作以把傳感器數(shù)據(jù)從井下數(shù)據(jù)處理裝置傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)通信鏈路，傳感器能夠產(chǎn)生表示井下環(huán)境中的一個或多個物理參數(shù)的傳感器信號，井下可視化系統(tǒng)還包括能夠從井下數(shù)據(jù)處理裝置接收傳感器數(shù)據(jù)、并把傳感器數(shù)據(jù)暫時存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中的井下數(shù)據(jù)緩沖裝置，
[0006]所述方法包括以下步驟:
[0007]-在井下環(huán)境內(nèi)移動井下工具串，
[0008]-在移動期間，使用產(chǎn)生表示井下環(huán)境中的一個或多個物理參數(shù)的傳感器信號的一個或多個傳感器感測一個或多個物理參數(shù)，
[0009]-處理傳感器信號以提供傳感器數(shù)據(jù)，
[0010]-把以預(yù)設(shè)的采樣速率獲得的緩沖的傳感器數(shù)據(jù)暫時存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中，
[0011]-以等于或低于采樣速率的預(yù)設(shè)的第一傳送速率把傳感器數(shù)據(jù)的第一部分傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置，
[0012]-使用井上數(shù)據(jù)處理裝置處理傳感器數(shù)據(jù)的第一部分，并基于傳感器數(shù)據(jù)的第一部分使井下環(huán)境可視化，
[0013]-基于事件(諸如井下環(huán)境的可視化期間一個或多個物理參數(shù)的突然變化)把控制信號從井上數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)送到井下數(shù)據(jù)處理裝置，從而把傳送速率從第一傳送速率改變?yōu)榈诙魉退俾剩?br> [0014]-至少部分地把存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中的傳感器數(shù)據(jù)的第二部分傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置，和
[0015]-基于傳感器數(shù)據(jù)的第一部分和傳感器數(shù)據(jù)的第二部分，使按時間順序在所述事件之前和之后的井下環(huán)境可視化，而不用使井下工具串的移動反向。
[0016]在一實施例中，第二傳送速率可以高于第一傳送速率且低于米樣速率。
[0017]使井下環(huán)境可視化的上述方法還可以包括以下步驟:刪除井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中已經(jīng)傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置的緩沖傳感器數(shù)據(jù)的部分。
[0018]此外，使井下環(huán)境可視化的上述方法還可以包括以下步驟:發(fā)送另外的控制信號以把井下工具串的速度從第一速度改變?yōu)榈诙俣取?br> [0019]此外，使井下可視化的上述方法還可以包括以下步驟:把采樣速率從第一采樣速率改變?yōu)榈诙蓸铀俾省?br> [0020]此外，使井下環(huán)境可視化的上述方法還可以包括以下步驟:以第二傳送速率傳送傳感器數(shù)據(jù)的第二部分，以及以第三傳送速率傳送傳感器數(shù)據(jù)的第三部分。
[0021]最終，使井下環(huán)境可視化的上述方法還可以包括以下步驟:基于傳感器數(shù)據(jù)的被傳送的第一、第二和第三部分，使井下環(huán)境可視化。
[0022]在一實施例中，事件可以是套管結(jié)構(gòu)、地層結(jié)構(gòu)或井下環(huán)境中存在的流體特性的變化。
[0023]在一實施例中，當(dāng)工具串的傳感器移動經(jīng)過井的不感興趣的部分時，傳送速率可以比采樣速率高。
[0024]此外，第二傳送速率可以高于采樣速率。
[0025]此外，本發(fā)明也涉及用于井下環(huán)境的實時可視化的井下可視化系統(tǒng)，該井下可視化系統(tǒng)包括:
[0026]-包括一個或多個傳感器的井下工具串，傳感器能夠產(chǎn)生表示井下環(huán)境中的一個或多個物理參數(shù)的傳感器信號，
[0027]-用于處理傳感器信號以提供傳感器數(shù)據(jù)的井下數(shù)據(jù)處理裝置，
[0028]-用于井上處理和可視化的井上數(shù)據(jù)處理裝置，以及
[0029]-可操作以把傳感器數(shù)據(jù)從井下數(shù)據(jù)處理裝置傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)通信鏈路，
[0030]其中井下可視化系統(tǒng)還包括能夠從井下數(shù)據(jù)處理裝置接收傳感器數(shù)據(jù)并把傳感器數(shù)據(jù)暫時存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中的井下數(shù)據(jù)緩沖裝置。
[0031 ] 在一個實施例中，上述的井下可視化系統(tǒng)還可以包括井下數(shù)據(jù)存儲裝置。
[0032]此外，線纜可以至少部分地構(gòu)成數(shù)據(jù)通信鏈路。
[0033]此外，一個或多個傳感器可以選自:激光傳感器，電容傳感器，超聲傳感器，位置傳感器，流量傳感器，以及用于測量井下環(huán)境中的物理參數(shù)的其他傳感器?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0034]本發(fā)明及其許多優(yōu)點將在下面參考示意性附圖更詳細(xì)地描述，所述示意性附圖出于舉例說明的目的示出一些非限制性的實施例并且在附圖中:
[0035]圖1示出井下可視化系統(tǒng)的概觀，
[0036]圖2示出井下可視化系統(tǒng)的示意圖，
[0037]圖3示出井下可視化系統(tǒng)的示意圖，
[0038]圖4a示出包括井下工具串的井下環(huán)境的截面視圖，
[0039]圖4ba_4bb示出井下環(huán)境的傳感器數(shù)據(jù)的表示，
[0040]圖4c示出井下環(huán)境的可視化，
[0041]圖5a示出包括井下工具串的井下環(huán)境的截面視圖，
[0042]圖5ba_5bg示出井下環(huán)境的傳感器數(shù)據(jù)的表示，并且
[0043]圖5c示出井下環(huán)境的可視化。
[0044]所有附圖是高度示意性的并且不一定依比例，并且它們僅僅示出為了闡明本發(fā)明所必要的那些部分，其他部分被省略或僅僅暗示。
【具體實施方式】
[0045]圖1示出用于井下環(huán)境10的實時可視化的井下可視化系統(tǒng)I。井下可視化系統(tǒng)I包括:井下工具串2，其可以被降下至井下環(huán)境10中。如圖所示，井下工具串2包括傳感器3，其能夠感測井下環(huán)境10中的物理參數(shù)并產(chǎn)生表示該物理參數(shù)的傳感器信號。井下工具串2可以通常包括若干不同的傳感器，例如磁傳感器、激光傳感器、電容傳感器等等。井下可視化系統(tǒng)I還包括井下數(shù)據(jù)處理裝置4，其用于處理傳感器信號100并把關(guān)于物理參數(shù)的信息經(jīng)由數(shù)據(jù)通信鏈路6發(fā)送到井上數(shù)據(jù)處理裝置5用于進(jìn)一步井上處理和實時可視化，以便向用戶提供井下環(huán)境10的可視表現(xiàn)。
[0046]如圖2中的可視化系統(tǒng)的示意圖所示，一個或多個傳感器3產(chǎn)生表示井下環(huán)境中的物理參數(shù)的傳感器信號100。傳感器信號100由可以把傳感器信號100轉(zhuǎn)換成一組傳感器數(shù)據(jù)200的井下數(shù)據(jù)處理裝置4接收。所有傳感器數(shù)據(jù)200被暫時地存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7中，而僅僅傳感器數(shù)據(jù)200的第一部分從井下數(shù)據(jù)處理裝置4傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置5用于使井下環(huán)境可視化。為了最小化經(jīng)由通信鏈路6傳送的數(shù)據(jù)量，被傳送的傳感器數(shù)據(jù)200的量有利地保持在最小，而不會損害執(zhí)行井下環(huán)境的有意義的可視表現(xiàn)的能力。當(dāng)井下工具串2例如被移動通過井的上部，僅僅對于用戶而言相關(guān)的信息會是距離指示器(諸如套管接箍)的位置，以跟蹤井下工具串2在井中的速度和位置。出于該目的，可能需要非常低的速率的傳送數(shù)據(jù)以執(zhí)行井下環(huán)境的有意義的可視表現(xiàn)，例如僅僅被采樣傳感器數(shù)據(jù)200的每第十個成分被傳送到地面。
[0047]通過低速率的傳送數(shù)據(jù)意味著對應(yīng)于長采樣周期和低采樣頻率的一組數(shù)據(jù)，諸如僅僅傳送完整的被采樣傳感器數(shù)據(jù)組200的每第十個成分，而高速率的被傳送傳感器數(shù)據(jù)200意味著對應(yīng)于短采樣周期和高采樣頻率的一組數(shù)據(jù)，諸如傳送測得的傳感器數(shù)據(jù)的完整的被采樣傳感器數(shù)據(jù)組200的每第二個或所有成分。然而，如果用戶基于被傳送的傳感器數(shù)據(jù)200突然在可視化表現(xiàn)中識別出感興趣特征，則被傳送的傳感器數(shù)據(jù)200并不一定包含足以能夠解析感興趣特征的信息，例如可能需要被采樣傳感器數(shù)據(jù)200的每第二個成分來解析感興趣特征。通常，這會需要井下工具串2的操作者停止并把井下工具串2往回移動超過發(fā)現(xiàn)感興趣特征的點，并隨后再次使用更高采樣速率測量感興趣的體積。再次測量感興趣的體積可能甚至?xí)?dǎo)致又一次重復(fù)測量，如果可視化的分辨率仍然不足夠高從而能解析感興趣特征的話。因此，該方法是慢速的、乏味的并且也成本效率低下。通過具有井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7，所有傳感器數(shù)據(jù)200可以總是以最高可能的采樣速率暫時地存儲在井下。如果或者當(dāng)用戶突然識別出感興趣特征，則用戶可以增大被傳送數(shù)據(jù)的速率以便在時間軸上向前獲得足夠高的分辨率，并且還提取存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7中的數(shù)據(jù)以便在時間軸上從不存在感興趣特征時的可視化表現(xiàn)的時間點向后退到存在感興趣特征時的可視化表現(xiàn)的時間點來獲得足夠高的分辨率?？梢暬姆直媛实脑摳淖兛梢栽谌匀辉诰邢蚯耙苿拥耐瑫r執(zhí)行，并且因此寶貴的時間和金錢都不會被浪費。
[0048]在井上實時可視化中對感興趣特征的識別并不必需由用戶執(zhí)行，而是也可以直接地由井下或井上數(shù)據(jù)處理裝置4、5觸發(fā)(例如如果來自傳感器3的傳感器數(shù)據(jù)200超過數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)數(shù)值或預(yù)設(shè)派生值(derivative value)的話)，使得井下或井上數(shù)據(jù)處理裝置4、5自動地調(diào)整傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置5的傳感器數(shù)據(jù)200的速率。
[0049]此外，井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7可以被用于改善傳感器數(shù)據(jù)200的冗余性。當(dāng)在井上數(shù)據(jù)處理裝置5中處理傳感器數(shù)據(jù)200時，可以評估傳感器數(shù)據(jù)200使得如果被傳送數(shù)據(jù)的成分看上去具有意外的值或意外的派生值，控制信號300可以發(fā)送到井下數(shù)據(jù)處理裝置4，請求被傳送傳感器數(shù)據(jù)200的具有意外的值的成分從井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7中被提取、并再次傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置5。如果相同的意外值再次到達(dá)井上數(shù)據(jù)處理裝置5，則可以排除意外的值源自通信鏈路6中的數(shù)據(jù)傳送錯誤，這會改善從井下數(shù)據(jù)處理裝置4到井上數(shù)據(jù)處理裝置5的數(shù)據(jù)傳送的冗余性，而不必再次反轉(zhuǎn)井下工具串2的移動方向來再次測量該體積。
[0050]如圖3中所示，井下可視化系統(tǒng)I可以還包括用于存儲井下工具串2中的傳感器數(shù)據(jù)200的井下數(shù)據(jù)存儲裝置8。通常，井下操作期間對過量數(shù)據(jù)的主要限制是如上所述通過通信鏈路6傳送數(shù)據(jù)的能力。因此井下數(shù)據(jù)存儲裝置8可以被用于存儲傳感器數(shù)據(jù)200的一些或全部，使得當(dāng)井下工具串2已經(jīng)收回到地面時，井下環(huán)境的更詳細(xì)的可視化可以被重建。井下數(shù)據(jù)處理裝置4在一些特殊情況下可以通過來自用戶或井上數(shù)據(jù)處理裝置5的請求，而訪問存儲在井下存儲裝置8中的傳感器數(shù)據(jù)200，如果所請求的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)緩沖裝置7上不再可訪問的話。
[0051]另一種類型的特殊情況可以是在低數(shù)據(jù)傳送時段期間，即當(dāng)少量的數(shù)據(jù)需要通過通信鏈路6被傳送時，例如在長鉆孔操作期間當(dāng)去往和來自井下工具串2的所需數(shù)據(jù)的傳送可能處于最小時，例如由于可能不需要控制數(shù)據(jù)來在鉆孔操作期間控制工具串中的工具。在這樣的低數(shù)據(jù)傳送時段期間，井上數(shù)據(jù)處理裝置5可以從井下數(shù)據(jù)存儲裝置8卸載所存儲的傳感器數(shù)據(jù)200，使得在井下數(shù)據(jù)存儲裝置8上有更多的可用空間可用于隨后的高數(shù)據(jù)傳送時段，例如當(dāng)鉆孔操作已經(jīng)完成并且新的控制數(shù)據(jù)必須被傳送到工具串時。
[0052]圖4a示出井下環(huán)境10的截面視圖，井下環(huán)境10包括用于測量鉆孔套管內(nèi)的流體的物理特性的井下工具串2，例如通過使用電容傳感器3測量周圍流體的電容。圖4ba和4bb示出用于以低數(shù)據(jù)傳送速率(在這種情況下通過被采樣傳感器數(shù)據(jù)200的僅僅兩個成分表示)使井下環(huán)境可視化的被傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置的傳感器數(shù)據(jù)200的表示。如圖4ba所示，數(shù)據(jù)的第一表示僅僅指示套管填充有第一流體12，而圖4bb中所示的下一表示指示接近套管的一半現(xiàn)在填充有第二流體13。圖4c是基于圖4ba和4bb中示出的被傳送傳感器數(shù)據(jù)200的僅僅兩個表示的可視化。
[0053]圖5a_c示出在圖4a_c中描述的相同井下環(huán)境10中執(zhí)行的測量，區(qū)別僅僅在于現(xiàn)在圖5a中示出的井下可視化系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)緩沖裝置。當(dāng)用戶或井上數(shù)據(jù)處理裝置識別出特征時(在這種情況下，圖4bb和圖5bg中示出的一半填充有第二流體13的套管)，如圖5bb-5bf中示出的來自數(shù)據(jù)緩沖裝置的額外傳感器數(shù)據(jù)200可以被收回并被傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置，使得該識別出的特征周圍的井下環(huán)境的可視化可以得到改善，而不用再一次測量鉆孔套管的該部分。
[0054]圖5c示出在傳送額外的傳感器數(shù)據(jù)200之后井下環(huán)境10的改善的可視化，所述額外的傳感器數(shù)據(jù)200即圖5bb-bf中示出的來自數(shù)據(jù)緩沖裝置的傳感器數(shù)據(jù)，其現(xiàn)在使用戶能夠在圖4ba和5ba(指示不存在第二流體13)中示出的表示與圖4bb和5bg(其指示套管被一半填充有第二流體13)中示出的表示之間的間隔中解析第二流體13開始存在于井下環(huán)境10中的位置。由于額外的傳感器數(shù)據(jù)200暫時地存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中，精確地解析第二流體13的存在的改善的可視化可以得到執(zhí)行，而不用反轉(zhuǎn)井下工具串2的移動。
[0055]本發(fā)明還涉及使用井下可視化使井下環(huán)境可視化的方法。該方法包括以下步驟:在井下環(huán)境10內(nèi)移動井下工具串2，同時使用一個或多個傳感器3感測一個或多個物理參數(shù)，如圖1中示出。由一個或多個傳感器3產(chǎn)生的圖2中所示的傳感器信號100由井下數(shù)據(jù)處理裝置4處理，以提供傳感器數(shù)據(jù)200，其被暫時地在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7中存儲為緩沖傳感器數(shù)據(jù)200。緩沖傳感器數(shù)據(jù)200包含關(guān)于以預(yù)設(shè)的采樣速率獲得的物理參數(shù)的信息，并且表示從傳感器獲得的全部傳感器數(shù)據(jù)200。隨后，傳感器數(shù)據(jù)200的第一部分以等于或低于采樣速率的第一傳送速率傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置5。在井上，傳感器數(shù)據(jù)200的第一部分使用井上數(shù)據(jù)處理裝置5被處理，并且被用于基于傳感器數(shù)據(jù)200的第一部分來使井下環(huán)境10可視化。當(dāng)在井下環(huán)境10的可視化期間，用戶或井上數(shù)據(jù)處理裝置5識別出事件或特征(諸如一個或多個物理參數(shù)的突然變化)時，諸如以上關(guān)于圖5a-c解釋的那樣，其中電容傳感器3突然提供表示套管的一半被填充有第二流體的傳感器數(shù)據(jù)200，用戶或井上數(shù)據(jù)處理裝置5把控制信號300從井上數(shù)據(jù)處理裝置5發(fā)送到井下數(shù)據(jù)處理裝置4，從而把傳送速率從第一傳送速率改變?yōu)榈诙魉退俾省?br> [0056]此外，存儲在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7中的傳感器數(shù)據(jù)200的第二部分被至少部分地傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置5，以提供額外傳感器數(shù)據(jù)200來改善包括引起表示事件的傳感器數(shù)據(jù)200中的事件的特征的井下環(huán)境10的可視化。本方法的最終步驟是基于傳感器數(shù)據(jù)200的第一部分和傳感器數(shù)據(jù)200的第二部分，使按時間順序在事件之前和之后的井下環(huán)境10可視化，而不用反轉(zhuǎn)井下工具串2的移動。傳感器數(shù)據(jù)200的第一部分的實例在圖4ba和4bb中示出，傳感器數(shù)據(jù)200的第一部分和傳感器數(shù)據(jù)200的第二部分在圖5ba_5bg中示出，并且這些數(shù)據(jù)的可視化在圖5c中示出。
[0057]觸發(fā)從第一到第二傳送速率的改變的事件可以是例如套管結(jié)構(gòu)、地層結(jié)構(gòu)或井下環(huán)境中存在的流體的特性的變化。
[0058]本方法可以通過把傳送速率裁制成適合于實現(xiàn)最優(yōu)傳送速率而得到改進(jìn)。采樣速率是最高可能的傳送速率，因為采樣速率定義了可用的傳感器數(shù)據(jù)。然而，最優(yōu)傳送速率通常依賴于井下環(huán)境中需要被可視化的物體。在井下工具串快速行進(jìn)通過不具有感興趣特征的井管結(jié)構(gòu)的長通道期間，傳送速率優(yōu)選地盡可能低，以便最小化通過數(shù)據(jù)傳送信道的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)?shù)竭_(dá)井的感興趣區(qū)域，或者發(fā)現(xiàn)可視化中的突然變化時，傳送速率優(yōu)選地改變?yōu)榈诙魉退俾?，其高于第一傳送速率且低于采樣速率。第二傳送速率可以被預(yù)設(shè)成容納不同的操作條件，例如在井結(jié)構(gòu)的篩查期間為較低的第二傳送速率，這與在精確操作期間的較高的第二傳送速率相反。
[0059]為了節(jié)省井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中的空間，緩沖傳感器數(shù)據(jù)的已經(jīng)被傳送到井上數(shù)據(jù)處理裝置的部分可以有利地在井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中被刪除。
[0060]在極端敏感的操作期間，用戶可能需要獲得比預(yù)設(shè)的采樣速率更高的采樣速率以便在可視化中獲得更高分辨率。為了實現(xiàn)這一點，可以發(fā)送另外的的控制信號以把井下工具串的速度從第一速度改變?yōu)榈诙俣取０阉俣雀淖優(yōu)楦退俣瓤梢源俪杀阮A(yù)設(shè)的采樣速率更高的第二采樣速率，因為更高采樣速率可以在井下工具串移動得更慢時實現(xiàn)。在使感興趣區(qū)域可視化之后，采樣速率可以通過再次發(fā)送另外的的控制信號而被改變?yōu)樾碌牟蓸铀俾省?br> [0061]當(dāng)采樣速率已經(jīng)被改變?yōu)楦筒蓸铀俾蕰r，傳送速率可能比采樣速率更高。當(dāng)工具串的傳感器被移動經(jīng)過井中的不感興趣的部分時，傳送速率經(jīng)常被設(shè)置為最大可能的傳送速率。并且當(dāng)移動經(jīng)過這些不感興趣的部分時，最大數(shù)據(jù)被傳送到地面使得緩沖裝置中的空間可以用于新獲取的數(shù)據(jù)。工具串的傳感器一移動到感興趣的部分中，采樣速率就再次增大，并且由于并非全部數(shù)據(jù)可以被提交到地面，所以數(shù)據(jù)的一部分被暫時地存儲在緩沖裝置中。
[0062]使井下環(huán)境可視化的方法可以包括不僅以第二傳送速率傳送傳感器數(shù)據(jù)的第二部分，而且以第三傳送速率傳送傳感器數(shù)據(jù)的第三部分，以及基于傳感器數(shù)據(jù)的被傳送的第一、第二和第三部分使井下環(huán)境可視化。當(dāng)用戶請求依據(jù)更高的第二傳送速率的更高分辨率時，第二速率可能再次太小以致于不能在可視化中解析感興趣的方面。為了完美地解析感興趣區(qū)域，可以因此請求以第三傳送速率傳送傳感器數(shù)據(jù)的第三部分?？梢暬梢噪S后基于傳感器數(shù)據(jù)的第一第二部分和第三部分來執(zhí)行。傳感器數(shù)據(jù)的第一和第二部分已經(jīng)被發(fā)送到井上數(shù)據(jù)處理裝置，并且因此把可視化部分地基于全部三個部分可以最小化需要傳送的數(shù)據(jù)量以避免傳送冗余數(shù)據(jù)。傳感器數(shù)據(jù)的第四、第五和甚至另外的部分可以以第四、第五或備選傳送速率傳送，以在特定操作期間改善分辨率或最小化數(shù)據(jù)傳送。
[0063]數(shù)據(jù)緩沖裝置7被構(gòu)造為任何種類的數(shù)據(jù)緩沖器，其能夠在有限的時間間隔期間存儲一定量的數(shù)據(jù)以便允許井下數(shù)據(jù)處理裝置4使用暫時地存儲在數(shù)據(jù)緩沖裝置中的數(shù)據(jù)執(zhí)行快速操作。數(shù)據(jù)緩沖裝置7可以使用隨機(jī)存取技術(shù)以便以快于例如順序存取技術(shù)的速度讀取/寫入數(shù)據(jù)，并且可以因此當(dāng)存在對數(shù)據(jù)緩沖裝置7的讀取/寫入速度的高需求時被使用。數(shù)據(jù)緩沖裝置7可以包括控制器單元，該控制器單元是能夠執(zhí)行基本操作(諸如讀取，寫入，接收和發(fā)送數(shù)據(jù))的電路。通過具有包括控制器單元的更智能的井下數(shù)據(jù)緩沖裝置7，會允許數(shù)據(jù)緩沖裝置7減小對井下數(shù)據(jù)處理裝置4的依賴性和與其的交互，例如當(dāng)合乎需要的是直接把數(shù)據(jù)寫入井下數(shù)據(jù)存儲裝置8時。
[0064]通過隨機(jī)存取技術(shù)意味著允許以隨機(jī)順序訪問數(shù)據(jù)來讀取/寫入數(shù)據(jù)以便允許對數(shù)據(jù)的更快速的訪問、而無需對數(shù)據(jù)排序的任何技術(shù)(例如隨機(jī)存取存儲器RAM)。
[0065]通過井下數(shù)據(jù)存儲裝置8意味著能夠長時間且以非易失性的方式存儲數(shù)據(jù)以便允許數(shù)據(jù)被安全地存儲并且在井下工具串2已經(jīng)被收回到地面時允許數(shù)據(jù)被訪問的任何種類的數(shù)據(jù)存儲裝置。存儲裝置可以使用順序存取技術(shù)來讀取/寫入數(shù)據(jù)，因為井下數(shù)據(jù)存儲裝置8的讀取/寫入速度通常相關(guān)度較小，因為存儲在井下數(shù)據(jù)存儲裝置8中的傳感器數(shù)據(jù)200在井下通常不被訪問。為了進(jìn)一步提高在井下獲得的傳感器數(shù)據(jù)200的冗余性，井下工具串2可以包括多個數(shù)據(jù)存儲裝置8，使得數(shù)據(jù)可以以被稱為RAID(指獨立磁盤冗余陣列)技術(shù)的若干方式之一分布在不同的存儲裝置8上。RAID技術(shù)甚至在一些或更多磁盤出故障期間仍能取決于設(shè)定而確保數(shù)據(jù)的冗余性，這在非?？量毯蜆O端環(huán)境(例如具有酸性流體和高程度的振動)中的井下操作期間會是有利的，特別是如果存儲的傳感器數(shù)據(jù)200對于操作有極大價值的話。
[0066]通過處理裝置意味著能夠?qū)?shù)據(jù)執(zhí)行計算，發(fā)送/接收模擬或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)到與處理裝置連接的裝置(諸如傳感器3，數(shù)據(jù)緩沖裝置7，數(shù)據(jù)存儲裝置8，和其他處理器諸如井下和井上數(shù)據(jù)處理裝置4、5)的任何種類的處理器。處理裝置還可以包括能夠執(zhí)行特定操作(諸如模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換)的單元。
[0067]數(shù)據(jù)通信鏈路6應(yīng)被解釋為結(jié)合來自井下工具串2(諸如線纜或臍帶管(umbilical))的數(shù)據(jù)傳送使用的任何種類的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)。線纜的主要目的是把井下工具串降下至鉆孔、并且通過使用線纜中的一個或多個導(dǎo)體把電力供應(yīng)到井下工具串。線纜對于數(shù)據(jù)傳送并不是最優(yōu)化的，這是對經(jīng)由通信鏈路6 (諸如線纜)的數(shù)據(jù)傳送的限制在井下操作領(lǐng)域內(nèi)如此關(guān)鍵的原因。
[0068]盡管在上面已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，可以想到若干改型而不脫離所附權(quán)利要求限定的發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種使用井下可視化系統(tǒng)使井下環(huán)境可視化的方法，所述井下可視化系統(tǒng)包括:包括一個或多個傳感器(3)的井下工具串(2)，用于處理傳感器信號以提供傳感器數(shù)據(jù)(200)的井下數(shù)據(jù)處理裝置(4)，用于井上處理和可視化的井上數(shù)據(jù)處理裝置(5)，以及用于將所述傳感器數(shù)據(jù)從所述井下數(shù)據(jù)處理裝置傳送到所述井上數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)通信鏈路(6)，所述傳感器能夠產(chǎn)生表示所述井下環(huán)境中的一個或多個物理參數(shù)的傳感器信號(100)，所述井下可視化系統(tǒng)還包括井下數(shù)據(jù)緩沖裝置(7)，所述井下數(shù)據(jù)緩沖裝置(7)能夠從所述井下數(shù)據(jù)處理裝置接收所述傳感器數(shù)據(jù)，并將所述傳感器數(shù)據(jù)暫時存儲在所述井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中， 所述方法包括以下步驟: -在所述井下環(huán)境內(nèi)移動所述井下工具串， -在移動期間，使用產(chǎn)生表示所述井下環(huán)境中的一個或多個物理參數(shù)的傳感器信號的所述一個或多個傳感器感測一個或多個物理參數(shù)， -處理所述傳感器信號以提供傳感器數(shù)據(jù)， -將以預(yù)設(shè)的采樣速率獲得的緩沖的傳感器數(shù)據(jù)暫時存儲在所述井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中， -以等于或低于所述采樣速率的預(yù)設(shè)的第一傳送速率將所述傳感器數(shù)據(jù)(200)的第一部分傳送到所述井上數(shù)據(jù)處理裝置， -使用所述井上數(shù)據(jù)處理裝置處理所述傳感器數(shù)據(jù)的第一部分，并基于所述傳感器數(shù)據(jù)的第一部分使所述井下環(huán)境可視化， -基于事件將控制信號(300)從所述井上數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)送到所述井下數(shù)據(jù)處理裝置，從而將傳送速率從第一傳送速率改變?yōu)榈诙魉退俾?，所述事件例如是在所述井下環(huán)境的可視化期間一個或多個物理參數(shù)的突然變化， -至少部分地將存儲在所述井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中的所述傳感器數(shù)據(jù)(200)的第二部分傳送到所述井上數(shù)據(jù)處理裝置，以及 -基于所述傳感器數(shù)據(jù)的第一部分和所述傳感器數(shù)據(jù)的第二部分，使按時間順序在所述事件之前和之后的井下環(huán)境可視化，而不使所述井下工具串的移動反向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使井下環(huán)境可視化的方法，其中所述第二傳送速率高于所述第一傳送速率且低于所述米樣速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使井下環(huán)境可視化的方法，還包括以下步驟:刪除所述井下數(shù)據(jù)緩沖裝置中的所述緩沖的傳感器數(shù)據(jù)中的已經(jīng)被傳送到所述井上數(shù)據(jù)處理裝置的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的使井下環(huán)境可視化的方法，還包括以下步驟:發(fā)送另外的控制信號以將所述井下工具串的速度從第一速度改變?yōu)榈诙俣取?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的使井下環(huán)境可視化的方法，還包括以下步驟:將所述采樣速率從第一采樣速率改變?yōu)榈诙蓸铀俾省?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的使井下環(huán)境可視化的方法，還包括以下步驟:以第二傳送速率傳送傳感器數(shù)據(jù)的第二部分，以及以第三傳送速率傳送傳感器數(shù)據(jù)的第三部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的使井下環(huán)境可視化的方法，還包括以下步驟:基于所述傳感器數(shù)據(jù)的被傳送的第一、第二和第三部分，使所述井下環(huán)境可視化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的使井下環(huán)境可視化的方法，其中所述事件是套管結(jié)構(gòu)的變化，地層結(jié)構(gòu)的變化，或所述井下環(huán)境中存在的流體特性的變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的使井下環(huán)境可視化的方法，其中當(dāng)所述工具串的傳感器移動經(jīng)過 井的不感興趣的部分時，所述傳送速率比所述采樣速率高。
【文檔編號】E21B47/12GK103998714SQ201280061764
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】J·巴弗德, J·哈倫德巴克 申請人:韋爾泰克有限公司