用于检测随钻测量操作的井下磁干扰的方法和系统
阅读说明：本技术 用于检测随钻测量操作的井下磁干扰的方法和系统 (Method and system for detecting downhole magnetic interference of measurement-while-drilling operations ) 是由 韩军 詹晟 胡风涛 赵金海 于 2021-05-14 设计创作，主要内容包括：公开了一种方法和实现该方法的系统,其使用随钻测量井下工具系统的横向和轴向磁干扰来计算随钻测量操作中的磁干扰。利用所公开的方法和实施该方法的系统,可以确定磁干扰源是来自在随钻测量井下工具系统的横向还是轴向。当磁场强度异常时,将监控横向和轴向磁干扰,然后将其与异常磁场强度之前的值进行比较。这样便可分析磁干扰的方向,以消除或判断干扰的原因,并将随钻测量井下工具系统正确引导至其储层或井位。(A method and system implementing the method are disclosed that use lateral and axial magnetic interference of a measurement while drilling downhole tool system to calculate magnetic interference in measurement while drilling operations. With the disclosed method and system implementing the method, it may be determined whether the source of magnetic interference is from the lateral or axial direction of the downhole tool system while drilling. When the magnetic field strength is abnormal, the lateral and axial magnetic disturbances will be monitored and then compared to the value before the abnormal magnetic field strength. In this way, the direction of the magnetic disturbance can be analyzed to eliminate or determine the cause of the disturbance and to properly guide the measurement-while-drilling downhole tool system to its reservoir or well location.)
技术领域
本公开总体上涉及随钻测量操作，其中使用磁力计并通过计算随钻测量井下工具系统的横向和轴向的磁场强度值来确定某些磁干扰，并且引导随钻测量井下工具系统。
背景技术
1.随钻测量概述
多年来已在许多应用中使用了磁传感器，特别是在汽车、航空航天、生物医学、计算机系统、绿色能源发电和机器人的领域。由于纳米技术制造领域的进步，它们在这些领域中的应用继续快速地增长。然而与上述一些应用相比，磁传感器在石油/天然气工业中的应用仍是相对未开发的研究领域。
资源的匮乏迫使石油和天然气公司在更极端和未知的环境中向更深的方向和不同的方向(即，不是垂直的方向)进行钻探。因此，重要的是在钻井时实时监控和分析井下环境，以便及时做出决定，从而优化效率并防止代价高昂的错误。因此，开发了定向钻井，以从井的原始垂直路径偏离到预定的轨迹，从而允许进入到从地表钻出的垂直井无法有效达到的储层。而且，通过从钻井平台钻出多个定向井而不是钻出几个垂直井，可以降低钻井成本、对环境的影响，以及健康和安全问题。然而在规划定向井时必须考虑许多因素，例如随钻测量系统、传感器、目标位置、形状和大小、井眼轨迹、地质构造、相邻的井，以及钻机地面设施。井的偏差必须被精确地控制，以将井的轨迹保持在规定的角度内，从而达到预期的目标。未能正确钻出定向井会导致“干洞”，给公司造成巨大的财务损失，并影响其商业战略。
因此，为了从地下储层中开采碳氢化合物(例如石油和天然气)，通过连接至地表随钻测量(MWD)系统的井下MWD系统来创建井，该系统通过有线或无线方式连接至遥测系统，以发送和接收相关的信息。这些随钻测量技术将测量工具整合到钻柱中，并提供实时信息以帮助操纵钻机。井下MWD系统通常包含电池、脉冲发生器、脉冲发生器驱动器、MWD井下工具，以及连接在钻柱端部以用于生成钻孔(即井眼)的旋转钻头。随着钻探变得越来越复杂，水平钻和定向钻的数量不断增加，因此测井也不得不进行调整和改进。
尽管这些钻孔通常是垂直钻出的，但也可使用定向钻井系统来钻孔，以增加碳氢化合物的产量。这些现代的定向钻井系统通常使用钻柱(其具有井底钻具组合(BHA)和位于其端部处的钻头)和能够旋转钻头的钻探马达(即冲洗马达)，以产生钻孔。勘探期间使用的MWD井下工具系统还可配备传感器和罗盘，用于测量井温、井压、钻具方位角和钻头倾斜度。还可使用其他测量器件作为电阻率测量设备，用于确定碳氢化合物和水的存在。因此，系统性能将在功能上取决于井眼倾角、方位角、地磁场矢量、地理位置和其他外部值。更重要的是，地球磁场主要在其内部产生，但也从地球的外核延伸到磁层顶，从而对地球提供屏蔽作用。然而，问题并没有就此停止，这是因为磁场是随时间变化的非静态磁场，其由高层大气中的电流给定。
因此，本领域的普通技术人员将很快意识到，连接到MWD井下工具系统的装置的性能非常依赖于MWD井下工具系统在操作期间的某些设计元素、校准性能和质量控制。然而，MWD井下工具系统还极其依赖于其他外部因素，例如通过使用陀螺罗盘工具来感测地球的自旋速率，其中要考虑井眼位置的纬度。如本领域的普通技术人员可观察到的那样，这些传感器的性能通常随着倾角的增加而降低，特别是在较高纬度的东或西的方向。磁性工具在较高纬度的地球磁场中产生较弱的水平分量，而在高东向或西向倾斜时误差增加，这是由于在补偿钻柱磁效应方面存在着渐进困难。进一步观察到，一些潜在的磁干扰原因可能是由于：(a)钻柱；(b)非磁性钻铤的缺陷；(c)磁场构造；(d)套管及相邻的井；(e)浅孔处的平台本身或太阳风。这样，这些类型的磁干扰可以定义为来自外部源的场对地磁场的破坏，从而在从磁传感器中获取适当的测量读数(主要是方位角)时造成干扰。本领域的技术人员将认识到，50nT的误差是极限，超过了这个值，钻孔则不再精确。
除了地球磁场外，在包含磁层或局部磁地质单位的区域进行钻探时，MWD工具测量也会发生重大变化。这些地层对使用MWD工具作为勘测工具的定向井来说是造成重大风险的主因。通常，本领域的普通技术人员可以通过将局部磁场强度与测量和计算的磁场强度之差进行比较来确定MWD井下工具系统中是否存在磁干扰。如果相差很近，本领域的普通技术人员可能会认为没有磁干扰。如果相差很大，对于本领域的普通技术人员来说可能意味着存在磁干扰。无论如何，在本领域中很明显的是，钻柱的轴向干扰可能是孔方向误差的最常见和最常发生的原因。在这种情况下，钻柱可被视为钢筋双极磁体。
为了解决这些磁干扰问题，针对磁勘测工具的通常方法是将勘测传感器放置在井底钻具组合(BHA)中的足够数量的非磁性钻铤中。这便以与到发生源的距离的平方的倒数成比例地的方式降低了方位角测量误差，但是几乎不影响钻柱的磁干扰，这主要是由于其更复杂的动态特性，其导致了彻底消除干扰特别困难。
尽管如上所述，但仍主要基于一个共同的假设来采用几种其他技术以校正磁干扰的影响，该假设涉及将受损的传感器测量值替换为根据局部地磁参数模型所计算出的值，其可允许进行方位角估计而不会产生干扰误差。尽管这些技术在理论上已被证明是可行的，但实际上可用的地磁模型并不完善，导致所计算出的方位角可能存在重大误差。
因此，所描述的上述方法的组合受到各种各样的限制，这使得难以进行可靠和准确的读数，从而限制了本领域的技术人员对随钻测量进行适当地评估。因此，鉴于已知技术，本发明的一个目的是改进和增强已知的方法和系统，以表征和识别随钻测量操作中的磁干扰，以快速而准确地计算出一系列函数，同时为所述方法和系统的用户(通常是本领域的技术人员)提供对所应用的调节过程的完全控制和理解，从而在随后的针对具有至少一个碳氢化合物井或储层位置的勘测区域的储层表征中为随钻测量操作的结果灌输更大的置信度和更小的不确定性。
2.磁力计
自1930年代问世以来，几种类型的磁传感器已被用于测量各种应用中的磁场，并且随着纳米和微技术的发展，近来已发展为固态传感器。磁力计收集的典型参数涉及从温度到噪声的无数范围。这些值使磁力计可以通过简单的信号处理以可测量的输出来测量地球磁场，同时确保所收集到的数据的完整性。
通常，磁力计由缠绕在铁磁棒上的两个线圈(励磁线圈和拾波线圈)组成。当通过波形发生器向励磁线圈施加大的交流电流时，铁磁棒被驱动至饱和状态，并且在棒中感应出磁通密度。随着铁磁棒被驱动到饱和，磁场线穿过铁磁棒并感应磁通量密度变得越来越困难。拾波线圈感应到铁磁棒的这种磁阻，从而在拾波线圈的电压中产生变化。由于在每个激励周期内铁磁棒被两次驱动到饱和状态，拾波线圈的输出电压的二次谐波将通过相位解调电路提取出来。当磁力计处于外部磁场(例如地球磁场)中时，所感应出的磁通密度会失真。拾波线圈会感应到这种失真，从而导致输出电压发生变化；其中，幅度对应于外部磁场的强度，相位对应于所述磁场的取向。
对于单个磁棒来说，拾波线圈将感测到两个值，包括输出电压和激励电压，因此滤除二次谐波值并同时获取其相位和对其进行整流以获得与外部磁场的幅度成比例的电压很困难。为了克服这一挑战，开发了磁力计的两个变体：(a)Vacquier型和(b)环形铁芯型。然而，随着纳米和微制造技术的进步，使用互补金属氧化物半导体(CMOS)研发出了更具成本效益的磁力计。它们的尺寸、紧凑性、低功耗以及与电子元器件一起集成到集成电路板中的可能性使其成为便携式设备的理想选择。但是，这些类型磁力计的主要缺点之一(主要由其尺寸决定)是在制造过程中励磁线圈和拾波线圈中可能实现的匝数有限。在这些磁力计中，励磁线圈的匝数有限会导致棒或芯未适当饱和，而拾波线圈的匝数有限会导致灵敏度比传统磁力计更低。励磁电流的较高幅度和频率可用于补偿此缺点，但代价是较高的功耗。此外，与传统的磁力计制造相比，通过微制造技术来生产磁力计的成本更高。对于定向井钻探来说，为了准确且经济地勘探地下碳氢化合物，上面的做法显然会进一步将重点置于后期的数据采集处理。
3.在随钻测量系统上使用磁力计
磁性的单发和多发测量是用于测量倾角(INC)和方位角(AZI)的第一批仪器，由磁性罗盘、测斜仪和由电子计时器控制的照相机组成。这些单发和多发设备必须在井下沿钢缆运行，或随钻柱组件下放，然后在将钻柱从井中拉出后回收。
后来引入了MWD系统，该系统包括三轴磁力计、三轴加速度计，以及位于磁通门磁力计和加速度计上方的泥浆脉冲遥测系统。采用稳定器来控制与井眼的接触并形成支点，其背后的液压马达充当杠杆，因此允许在钻头处产生侧向力。但是，由于定向钻井中MWD系统一直在弯曲(倾斜)，因此MWD磁值会以不同的角度从磁性工具面穿越到重力工具面。因此，可以随时获得钻头在钻井中的位置(关于磁场、倾角和工具面)，如下式所示：
在钻探时，沿井设有预定的勘测点，可获取有关方位角、倾角和工具面的信息。给定勘测站的值可与先前的值组合，以获得井轨迹，其中计算基于数学假设。该数据被传输到地面，以便地面上的钻井者知道钻井的确切方向。这是耗时的，因为与旋转模式相比，滑动模式期间的进入地层的钻井速率明显更低。因此，在尝试解决该问题时提高了钻井速率，从而导致接收系统处的操作人员在强磁性环境中运行MWD系统。为了克服这个问题，磁力计被封闭在一个非磁性的钻盖内，并在井内运行。根据所提出的方位角和倾角，需要增加非磁性钻铤的数量才能有效地隔离磁力计。这种隔离进一步产生了干扰，导致信息滞后到达用于朝所建议的油藏方向进一步地操作和控制MWD系统的接收系统。因此，通过接收系统控制MWD系统的操作人员需要在使用磁力计来引导MWD系统的弊端和将MWD系统引向无关区域的弊端之间进行平衡。
4.导向技术
因此，本领域的技术人员已经开发出多种技术来准确地引导MWD系统准确地通过井眼。这些技术之一被称为地磁参照。该技术使用区域的基准模型，同时结合了磁北和真北，以将磁确定的方向转换为地理方向。该技术必须考虑一系列外在因素，例如地球的主磁场模型中的长期变化，并且结合时变干扰。因此，此技术除了需要多次校准和手动质量保证检查点外，还需要对其基准模型进行不断更新。
此外还有多工位井眼分析，其通过使用非磁性材料制造的工具来帮助隔离用于引导MWD系统的部件，从而补偿钻柱的磁干扰。这项技术可以进一步评估BHA的磁足迹，并与在多个勘测工位处采集的地球主磁场进行比较。然后，扰动的大小将取决于工具相对于磁场方向的方位，并且该信息用于将MWD系统引导至适当的储层位置。
不管使用哪种技术，本领域的技术人员仍然必须考虑地壳场，随时间变化的干扰场，和/或主磁场的任何长期变化的影响，这是因为他们主要依赖于外部数据，而非主要是在进行随钻测量操作时获取的值。
5.传统MWD方法的缺点
当前，MWD方法基于不同的测量原理。典型的MWD方法基于磁测量技术。这些方法由两部分组成：地下随钻单元和地面监控单元。前者用于测量钻井参数。磁力计固定在随钻单元的内部位置，用于获取地磁分量。利用这些数据，可以在姿态计算和显示装置中获得钻头的姿态信息。但是，地磁场容易受到周围环境(例如铁矿石和电磁设备等)的干扰，这是这类MWD方法的主要缺点。此外，由于使用了屏蔽磁力计所必需的非磁性钻柱，导致成本增加。
基于无线电定位原理的MWD系统具有处于随钻单元中的无线电发射器。地面监控单元通常放置在钻井入口，或钻井轨迹上方的地面中，它接收无线电信号，并通过无线电强度来计算钻头的位置。由于无线电发射机的功率有限，因此该系统无法在深层地下环境中使用。无线电发射机的信号渗透性受地层条件的影响；结果，该MWD系统的应用受到限制。此外，难以精确地测量钻头的姿态信息。
最近引入了一种基于惯性技术的新型MWD方法，主要包括为MWD井下系统配备三轴加速度计和三轴陀螺仪。该系统在钻进过程中会测量钻头的加速度和角旋转，因此可以通过算法计算来获得钻头的位置和高度。由于陀螺仪的累积漂移误差，这种MWD方法在长期测量中经常会发生性能下降，所以通常会引入高性能的光纤陀螺仪，从而导致更高的项目成本。但是，这些方法和系统仍无法在磁力计和加速度计之间获得有效的数据融合。
针对现有技术的一些缺陷，本发明的实施例介绍了一种完全基于磁干扰理论的新型MWD方法和系统，其特征在于具有多个传感器，以提高MWD井下系统的导向性能、精度和抗干扰能力。
发明内容
为了将井引导到所需位置，随钻测量(MWD)系统需要以最高的精度进行操作。但是，由于来自钻柱、附近的磁性材料以及环境因素所引起的磁干扰，其精度会受到影响。这些系统的性能取决于其传感器，而与它们所收集到的信息的后期处理不太相关。因此，传感器性能的任何失真都会导致诸如多次侧向跟踪的问题，并增加了项目的总成本。因此，解决随钻测量系统中的这些问题已成为定向井测量中最令人关注的热点。
因此，本发明的实施例的一个目的涉及通过在随钻测量系统上放置大量传感器来后采集数据(特别是倾角、方位角、工具面和磁倾角)，确定磁干扰源是来自工具的横向方向或工具的轴向方向，同时不断对其进行监控并将它们与任何异常磁场强度之前的值进行比较。该后采集方法和系统为本领域的普通技术人员提供了进一步的工具，以在整个磁障碍中正确地引导MWD系统，同时以最佳的速度和最小的偏差到达储层。
在下文中将参考下面列出的附图来描述本发明的更多细节、示例和方面。
附图说明
通过结合附图并考虑以下描述，可以容易地理解本发明的教导。
图1是根据本公开的一个实施例的示意图，示出了具有井位置、井眼、接收系统和要被引导到储层的随钻测量系统的勘测区域的剖视图。
图2是根据本公开的一个实施例的随钻测量系统的示意图，示出了在操作期间遇到的各种磁场分量。
图3是示出了根据本公开的一个实施例的用于检测随钻测量操作中的井下磁干扰的方法的流程图。
图4是框图形式的根据本公开的一个实施例的编程用来执行用于检测随钻测量操作中的井下磁干扰的方法的接收系统设备的电气图。
图5是示出了根据本公开的一个实施例的编程用来对随钻测量系统执行一系列操作以检测磁干扰的接收系统设备的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的几个实施例，其示例在附图中示出。应注意的是，在适用之处，在附图中使用相同或类似的附图标记来指示相同或类似的功能。附图仅出于说明的目的描绘了本公开的实施例。本领域的技术人员将从以下描述中容易地认识到，在不脱离本文描述的原理的情况下，可以采用其中示出的结构、系统和方法的替代实施例。
图1示出了本发明的优选实施例可适用的陆基区域102上的地震勘测区域101。如图1所示，当在定向钻井期间使用MWD井下系统103时，为了到达井或储层104，MWD井下系统103必须从垂直轨迹105偏离到处于方位角107和倾角108的规定极限106内的轨迹，以便到达井或储层104。这种偏离的程度由多种情况决定，但最有可能是由于人口稠密区域或障碍区域引起的。方位角107是在储层104的水平投影中与磁北极109的偏离，而相对于井的倾角108是井偏离垂直方向105的角度，以度表示。方位角107定义为井的取向，相对于磁北极109顺时针测量。用于垂直钻孔的沿垂直方向的线始终平行于地球的重力场。工具面(TF)110是钻头111从初始参考点开始在钻井平面112上旋转的角度。当MWD井下系统103正在钻过地层时，它会遇到地球磁场，该磁场在地球上的每个位置处具有不同的强度和取向，并且使用三轴磁传感器(即磁力计)来测量该磁场，而相对于井的倾角通过用三轴加速度计来测量重力场而获得。当井是垂直的(倾角为0度)时，采用磁力计来测量工具面110，这是因为重力场将是恒定的，而当井是水平的(倾角为90度)时，采用加速度计来测量工具面110。倾角在0到90度之间的任何工具面110的测量都是由磁力计和加速度计来执行的。通常来说，MWD井下系统103的定向弯曲根据所钻井的角度来调节，并且通常设置在0至2度之间的任何位置，但有时高达3度。开始时仅用液压马达来为钻头111供能，而钻柱上方的钻探组件并不旋转。马达可以任何期望的方式定向，以形成角度、下降角度或转动。一旦信息通过遥测系统113传送到地面上的接收系统114，就获得了井的期望轨迹，并且整个钻探组件和钻头被旋转，以如图1所示地直接向前钻进。
在图2中示出了MWD井下系统103的一部分的侧视图，其附接至钻头111上，用附图标记201表示。钻头已经偏离了垂直钻探方向105，并且以倾角108钻进。在这种情况下，钻柱的磁干扰会随着倾角的增加而增加。发生这种情况是因为钻柱的水平分量变成了占局部磁场202的较大百分比，从而影响了MWD井下系统的处理单元203所采集的磁读数，该处理单元203包括磁传感器和加速度计传感器，用于回传至地面的遥测系统，用于本地存储信息的内存资源，以及用于处理所存储的信息并在MWD井下系统103上执行编程语言信息的非暂时性计算机可读存储器存储设备。即使为MWD井下系统103配备了无磁性干扰的钻铤和间隔传感器以避免更多的干扰，接收系统114处的操作人员仍将难以对所发送的值进行解释，因此难以将MWD井下系统103朝向所期望的位置正确地定向。即使定向钻井处于稳定的倾角，并且轴向磁场强度204(Bz)，横向磁场强度205/206(BX，BY)和测得的磁场强度207(BXY)都是正常的，操作人员仍然需要考虑许多变量，以便连续地将MWD井下系统103引导至其末端位置，这些变量例如是：(1)地层；(2)钻头；(3)相邻井的干扰；(4)工具的损坏；和/或(5)非磁性钻铤的磁化，它们都会导致异常的磁场强度204。因此，需要对所获取的值204、205和206进行进一步处理，而这些不能在MWD井下工具系统103上本地完成，也不能仅通过使用计算出的值207在接收系统114上完成。对Bz 208的进一步处理是在地磁场强度(TMF)、地磁倾角(DIP)、倾角(INC)和方位角(AZI)已知的情况下得出的，这些值然后通过遥测服务发送，由接收系统在地面上使用以下算法进行计算：
如图3所示，该方法的一个提议实施例301从以下开始，在步骤302中为MWD井下工具系统104配备三轴加速度计传感器、三轴磁力计传感器、温度传感器303、内存资源304，以及非暂时性计算机可读存储设备305。这些对于所提议的方法的工作是特别需要的，以便保证正确的钻井过程，对钻头的方位和位置的完整了解，并实时报告给接收系统。
作为MWD井下系统的核心，非暂时性计算机可读存储设备305执行控制命令，将控制信号发送到传感器303，将由传感器303获取(步骤306)的数据存储到内存资源304中，然后校准(步骤307)传感器和数据，并完成可以在本地完成而不需要高处理能力的计算系统的数据处理任务。在它的内部集成了两个可编程的A/D转换器(12位和8位，八个外部输入)，它们将传感器的输出转换为数字信号。然后，使用异步接收器/发射器模块等来将处理后的数据和其他重要信息发送到遥测设备，后者再将所存储的数据传送到接收系统114进行进一步处理。
为了计算钻头111的位移、俯仰和摆动，采用三轴加速度计来测量钻头静止时的重力加速度的正交分量和钻头移动时加速度的正交分量，并且捕获摆动角形式的高度信息作为冗余。磁力计测量地球磁场的方向和大小。为了对加速度计的输出提供温度补偿，采用数字温度计来在钻进过程中测量系统的温度。然而，考虑到所有恢复的数据，方位角的精度最终将取决于磁力计的输出误差，而所述误差在大多数情况下都是不确定的。因此，对于MWD井下系统来说重要的是给出可信度的定义，其反映关于测量倾角、方位角、重力工具面、磁性工具面、磁倾角、总重力场、总磁场强度的电磁干扰的强度。这些由非暂时性计算机可读存储设备305计算(步骤308)，然后存储到内存资源304(步骤309)，以便随后经由遥测系统发送到接收系统114(步骤310)，用于随后的磁干扰处理。接收系统114计算随钻测量井下系统的横向和轴向磁场强度值(步骤311)，并将钻头111的初始位置作为基准。接收系统向MWD井下系统上的非暂时性计算机可读存储设备305发送消息，以调整定位，并重复关于倾角、方位角、重力工具面、磁性工具面、磁倾角、总重力场、总磁场强度的计算更新测量的步骤。这些更新测量值再次存储到内存资源304(步骤309)，并随后通过遥测系统发送到接收系统114(步骤310)。同样，接收系统114计算随钻测量井下系统的横向和轴向磁场强度值(步骤311)，并将更新的测量值与基准进行比较，从而更新磁干扰值(步骤312)。基于从该计算中获得的值，操作接收系统114的本领域的普通技术人员将能够调整钻头111的位置，以实现井的适当性能、方向和勘探。一旦到达井，则认为该过程已完成。
参照图4，其示出了用于执行可检测磁干扰的方法(由附图标记301和501示出)的一系列操作的检索系统装置401的功能框图。检索系统401以并行且连续的操作来检索所生成和存储(步骤309)的数据值，以计算MWD井下工具系统的波磁干扰，这通过在每个重复步骤之后使用所存储的磁场强度值来计算横向磁场值和轴向横向磁场值的每个存储值之间的变化来实现。检索系统设备401还包括：(有线和/或无线的)内存资源402，用于存储从传感器203发送来的数据，其使用无线传输系统，例如遥测系统405，以及无线方式接收403；计算机系统设备407；以及非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406。
计算机系统设备407充当非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406的用户界面，以输入、设置、选择并执行检索、计算、生成、调用、确定、转换和纠正函数(消息钩子程序)的操作。所述计算机系统设备407(有线和/或无线地)连接到非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406。计算机系统设备407还包括其他设备，例如中央处理单元(CPU)408，显示器或监视器409，键盘410，鼠标411和打印机412。
系统计算机设备401具有提供用于多个连接的设备的连接和互操作性的固件和软件，例如用于存储数据的内存资源404，非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406和计算机系统设备407。系统计算机401包括操作系统、一组消息钩子程序的集合，以及系统应用程序。
嵌入在系统计算机401中的操作系统可以是Microsoft公司的WINDOWS操作系统，IBM公司的OS/2系统，UNIX系统，LINUX系统，Sun Microsystems或Apple操作系统，以及无数种嵌入式应用程序操作系统，例如可从Wind River公司获得。
系统计算机401的消息钩子程序例如可以表示内存资源404、计算机系统设备407和非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406的操作或命令，其可正在执行用于使用地震反射数据来进行小洞识别的计算机实现方法的某些步骤过程或子程序。
所述一组消息钩子程序合可以首先由以下输入来启动：用户，例如输入用户定义的值或参数；计算机系统设备407的操作；在非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406中的操作的处理；或者一旦某些数据已被内存资源404或非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406所存储或检索到便自动执行。基于这些输入、过程或操作事件中的任何一个，内存资源404、非暂时性程序计算机可读存储器存储设备406或计算机系统设备407便生成数据包，该数据包被传送到系统计算机401，表示已发生的事件以及需要发生的事件。当系统计算机401接收到数据包时，它基于事件来将其转换为消息，并执行计算机实现方法的所需的步骤。该计算机实现方法包括一组消息钩子列表，其标识了一系列消息钩子程序。当操作系统收到消息后，将检查消息钩子列表，以确定是否有任何消息钩子程序已在操作系统中注册了自己。如果至少一个消息钩子程序已在操作系统中注册了自己，则操作系统会将消息传递给已注册的消息钩子程序，其会首先出现在列表中。被调用的消息钩子执行并向系统计算机401返回一个值，其指示系统计算机401将消息传递到下一个注册的消息钩子404、406或407。系统计算机401继续执行该操作，直到所有注册的消息钩子都通过为止，这通过识别磁干扰(步骤313)来表示该方法的完成。
在最后一个消息钩子程序已通过或已发出之后，计算机系统设备通过用户界面在显示器410上显示一条消息，向最终用户指示系统计算机401已完成执行方法，并准备好在显示器410上显示和在打印机412上打印横向磁场值、轴向磁场值以及磁干扰。
在图5中，流程图501示出了接收系统设备被编程来对MWD井下系统103执行的用于检测磁干扰的一组操作。所述操作由连接到计算机系统设备407的非暂时性计算机可读存储器存储设备406、内存资源404和遥测系统405来执行。由计算机系统设备407在接收到数据值(步骤303、304和305)后启动的消息钩子程序对非暂时性计算机可读存储器存储设备406的用户界面进行初始化，并在计算机系统设备407上显示用于接收系统401的用户的选择，以在接收系统的内存资源404上存储所接收到的值(步骤502)。一旦在内存资源404处存储了所述数据，则非暂时性计算机可读存储器存储设备406便将一个消息发送给计算机系统设备407，指示已经存储在内存资源404中。然后，非暂时性计算机可读存储器存储设备406检索数据值(步骤503)，并开始生成磁场强度值(步骤504)。一旦在步骤504处生成了所述值，则非暂时性计算机可读存储器存储设备406将消息钩子发送到系统计算机设备407，以将磁场强度值存储到内存资源404中(步骤505)。然后，系统计算机设备407在内存资源404中检索磁场强度值(步骤506)，并采用预编程算法(4)发信号通知非暂时性计算机可读存储器存储设备406，以便开始计算横向磁场强度值(步骤507)。然后，非暂时性计算机可读存储器存储设备406生成并输出横向磁场强度值(步骤508)。一旦完成生成和输出步骤508，则非暂时性计算机可读存储器存储设备406便将横向磁场强度值存储到内存资源404中(步骤509)，并向计算机系统设备407发送消息，以确认所述值的存储。一旦计算机系统设备407经由所述系统的操作人员确认所述存储，它就将消息发送到非暂时性计算机可读存储器存储设备406，以继续使用预编程的算法(5)来计算轴向磁场强度值(步骤510)。然后，非暂时性计算机可读存储器存储设备406生成并输出轴向磁场强度值(步骤511)。一旦完成生成和输出步骤511，则非暂时性计算机可读存储器存储设备406便将轴向磁场强度值存储到内存资源404上(步骤512)，并且向计算机系统设备407发送消息，以确认所述值的存储。非暂时性计算机可读存储器存储设备406启动子例程513，其中监控在步骤505、509和512处所存储的值的变化，并且计算磁干扰(步骤514)。一旦步骤514完成，则非暂时性计算机可读存储器存储设备406向计算机系统设备407发送消息，以确认磁干扰的值，并对MWD井下系统103的轨迹进行必要的调整。通常，本领域的普通技术人员能够通过比较局部磁场强度与测量和计算的磁场强度之间的差值来确定确定在MWD井下系统中是否存在磁干扰。如果相差很近，那么本领域的普通技术人员可假定没有磁干扰；如果相差很大，则假定存在磁干扰。利用本发明所提出的实施例，本领域的普通技术人员无需进行假设就能准确地确定磁场是否实际上干扰了MWD井下系统103，从而能对MWD井下系统103进行实时和准确的调整。
这样，一旦接收系统401的操作人员做出了必要的执行动作，并且对MWD井下系统进行了方向调整，则计算机系统设备407会向非暂时性计算机可读存储器存储设备406发出信号，以重复步骤502至512。对于重复步骤的每一个环，在步骤514处监控所存储的值，并计算出磁干扰。一旦接收系统401的操作人员通过计算机系统设备407确认MWD井下系统103已到达储层，操作便会结束。
除非另有明确说明，否则诸如“定义”、“创建”、“包括”、“代表”、“预分析”、“预定义”、“选择”、“构建”、“分配”、“创建”、“引入”、“消除”、“重新网格化”、“整合”、“发现”、“执行”、“预测”、“确定”、“输入”、“输出”、“识别”、“分析”、“使用”、“分发”、“干扰”、“增加”、“调整”、“合并”、“模拟”、“减少”、“分发”、“指定”、“提取”、“显示”、“执行”、“实现”和“管理”等术语可以指检索系统或其他电子设备的动作和过程，该系统或其他电子设备将某些电子设备的存储器(例如内存资源或非临时性计算机可读存储器)中的表示为物理量(电子，磁或光)的数据转换为存储器或传输设备或显示设备中的类似地表示为物理量的其他数据。
根据本发明的优选实施例，仅作为示例性实施例而详细描述了某些硬件和软件，它们并不限制所公开的实施例的实现结构。例如，尽管已经描述了图4中的接收系统设备的许多内部和外部部件，但是本领域的普通技术人员将会理解，这样的部件及其互连是众所周知的。另外，所公开的发明的某些方面可以体现在使用一个或多个接收系统、计算机系统设备或非暂时性计算机可读存储设备来执行的软件中。可以将技术的程序方面视为通常以某种类型的机器可读介质来承载或体现的可执行代码和/或关联数据的形式的“产品”或“制品”。有形的非暂时性“存储”类型的介质和设备包括用于计算机、进程等的任何或所有的内存或其他存储器，或其相关的模块，例如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器、光盘或磁盘，以及可以随时为软件编程提供存储的部件。
如本文所使用的术语“勘测区域”是指地质感兴趣的区域或体积，并且可以在任何测量尺度下与该区域或体积的几何形状、姿态和布置相关联。一个区域可能具有其中已发生的诸如折叠、断层、冷却、卸载和/或断裂的特征。
如本文所使用的术语“计算”包括各种各样的动作，包括计算、确定、处理、推导、调查、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、确信等。它还可以包括接收(例如接收信息)、访问(例如访问内存中的数据)等。而且，“计算”可以包括解析、选择、选定、构建等。
如本文所使用的术语“修剪静态”、“静态修整”用于指从互相关过程中估计并直接应用于输入迹线的任何时间偏移。
如本文所用的术语“地表下”和“地下”是指在任何海拔高度上或在海拔范围内的任何一块土地的顶面之下(无论是高于、低于还是处于海平面)，和/或低于任何地面的地表(无论是高于、低于还是处于海平面)。
本文公开的实施例还涉及计算机实现的系统，用作用于执行本文所述的操作的检索系统的一部分。该系统可以被特别地构造用于所需目的，或者它可以包括由存储在内存资源或非暂时性计算机可读存储器中的计算机程序或代码选择性地激活或重新配置的通用计算机。这样，计算机程序或代码可以被存储或编码在计算机可读介质中，或在某种类型的传输介质上实现。计算机可读介质包括用于以诸如计算机之类的机器可读的形式存储或传输信息的任何介质或机构(“机器”和“计算机”在本文中可同义地使用)。作为一个非限制性示例，计算机可读介质可包括计算机可读存储介质(例如只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备等)。传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或其他一些合适的有线或无线传输介质，用于传输信号，例如电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)。
本文所使用的接收系统通常至少包括能够执行机器可读指令的硬件，以及用于执行产生期望结果的动作(通常是机器可读指令)的软件。另外，检索系统可以包括硬件和软件的混合体，以及计算机子系统。
硬件通常至少包括具有处理器功能的平台，例如客户端计算机(也称为服务器)和手持处理设备(例如智能电话、个人数字助理PDA或个人计算设备PCD)。此外，硬件可包括可以存储机器可读指令的任何物理设备，例如内存或其他数据存储器。其他形式的硬件包括硬件子系统，例如包括诸如调制解调器、调制解调器卡、端口和端口卡之类的传输设备。
软件包括存储在任何存储介质(例如RAM或ROM)中的任何机器代码，以及存储在其他设备(例如非暂时性计算机可读介质，例如外部硬盘驱动器或闪存)上的机器代码。软件可以包括源代码或目标代码，包含能够在客户端计算机、服务器计算机、远程桌面或终端中执行的任何指令集。
软件和硬件的组合也可以用于为所公开的发明的某些实施例提供增强的功能和性能。一个示例是直接将软件功能制造到硅芯片中。因此，应当理解，硬件和软件的组合也包括在检索系统的定义内，因此本发明将其设想为可能的等效结构和等效方法。
计算机可读介质或内存资源包括被动数据存储器，例如随机存取存储器(RAM)，以及半永久数据存储器，例如外部硬盘驱动器和外部数据库。另外，本发明的实施例可以体现在计算机的RAM中，以将标准计算机转换为新的特定计算机器。
数据结构是可以实现本发明的实施例的限定的数据组织。例如，数据结构可以提供数据的组织，或可执行代码的组织。数据信号可以跨非暂时性传输介质承载，并且跨各种数据结构存储和传输，因此可以用于传输本发明的实施例。
可以将系统计算机设计为可在任何特定的体系结构上工作。例如，该系统可以在高性能计算系统上执行，该高性能计算系统通常包括物理上连接的或通过局域网、客户端-服务器网络、广域网、互联网和其它便携式和无线设备及网络来连接的多个单台计算机的集合。
“输出设备”包括导致产生的直接行为，以及促进产生的任何间接行为。间接行为包括向用户提供软件，维护使用户能够通过其影响显示的网站，超链接至此类网站，或与执行此类直接或间接行为的实体合作。因此，用户可以单独操作或与第三方供应商合作，以便在显示设备上生成参考信号。显示设备可以作为输出设备包括在内，并且应适合于显示所需的信息，例如但不限于CRT监视器、LCD监视器、等离子设备、平板设备或打印机。显示设备可以包括已经通过使用旨在用于评估、校正和/或改善显示结果的任何常规软件进行校准的设备(例如，已经使用监视器校准软件进行了调整的彩色监视器)。作为在显示设备上显示参考图像的附加或替代，根据本发明的方法可以包括向对象提供参考图像。“提供参考图像”可以包括通过物理、电话或电子传递的方式将参考图像创建或分发给对象，通过网络提供对参考图像的访问，或者向被配置为在对象工作站上运行的对象或包含参考图像的计算机创建或分发软件。在一个示例中，提供参考图像可以涉及使对象能够经由打印机获得硬拷贝形式的参考图像。例如，信息、软件和/或指令可以被传输(例如，通过数据存储器或硬拷贝以电子或物理方式)和/或以其他方式可用(例如，通过网络)，以便于主体使用打印机来打印硬拷贝形式的参考图像。在这样的示例中，打印机可以是已经通过使用旨在用于评估、校正和/或改善打印结果的任何常规软件进行了校准的打印机(例如，已经使用颜色校正软件来调节的彩色打印机)。
一个数据库或多个数据库可以包含任何标准或专有数据库软件，例如Oracle，Microsoft Access，SyBase或DBase II。数据库可以具有字段、记录、数据和其他数据库元素，它们可以通过数据库专用软件进行关联。另外，可以映射数据。映射是将一个数据条目与另一个数据条目相关联的过程。例如，可以将包含在字符文件位置中的数据映射到第二个表中的字段。数据库的物理位置没有限制，并且数据库可以是分布式的。例如，数据库可能位于服务器的远程位置，并在单独的平台上运行。此外，可以在局域网和因特网的无线网络上访问数据库。
此外，模块、特征、属性、方法和其他方面可以被实现为软件、硬件、固件或其任何组合。在本发明的部件被实现为软件时，该部件都可以被实现为独立程序，作为较大程序的一部分，多个独立程序，静态或动态链接库，内核可加载模块，设备驱动程序，和/或计算机编程领域的技术人员现在或将来已知的所有其他方式。另外，本发明不限于在任何特定的操作系统或环境中的实现。
下面定义本文所使用的各种术语。对于在下面未对定义的在权利要求中使用的术语来说，应给予相关领域的技术人员所给出的反映在至少一个印刷出版物或授权专利中的最广泛可能的定义。
如本文所使用的置于第一实体和第二实体之间的“和/或”是指(1)第一实体、(2)第二实体以及(3)第一实体和第二实体中的一个。用“和/或”列出的多个元素应以相同的方式解释，即，如此连接的元素中的“一个或多个”。
另外，附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。还应注意，在一些替代实施方式中，方框中指出的功能可以不按图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上可以基本上同时执行连续示出的两个方框，或者有时可以相反的顺序执行这些方框。还应注意，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合可以由执行指定的硬件功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
尽管在前述说明书中已经针对本公开的某些优选实施例描述了本公开，并且出于说明的目的已经阐述了许多细节，但是本发明不应不当地限于已经出于说明性目的而阐述的前述内容。相反，在不背离如以下权利要求书所限定的本发明的真实范围的情况下，多种修改和替代实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。另外应当理解，在本文的任何一个实施例中示出或描述的结构特征或方法步骤也可以在其他实施例中使用。
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