[實用新型]一種隨鉆可控源中子測井儀器

有效

• 申請號: 201220325550.7
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN202755971U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 李安宗;朱軍;王珺;駱慶鋒;張維;陳鵬;秦鴻江;祝環芬;郭廣鎏;蔣登文;李童;陳緒濤;劉策;牒勇;王俊超
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 劉映東

技術領域

本實用新型涉及石油地質勘探隨鉆地質導向的隨鉆測井方法領域，特別涉及一種隨鉆可控源中子測井儀器。

背景技術

隨鉆測井是在鉆井過程中用安裝在鉆鋌中的測井儀器測量地層性質并將測量結果傳送到地面或記錄在井下存儲器中的一種技術。該技術要求測井儀器能夠安裝在鉆鋌內較小的空間里，并能承受高溫、高壓和鉆井時產生的強烈震動。隨鉆測井資料是在地層被泥漿濾液侵入之前或侵入很淺時測量的，比電纜測井更為客觀真實地反映了地層特征。隨鉆測井能夠實時確定井眼軌跡，進行地質導向和地層評價，提高了現場鉆井決策能力。隨鉆測井還可進行時間推移測井，分析侵入隨時間的變化，能得到區別油水層的信息。在非常規井中或在特殊地質環境（如膨脹粘土或高壓地層）下，常規電纜測井困難或風險很大以至不能作業時，隨鉆測井就更顯示其自身獨具的優勢。

常規放射性測井儀器使用放射性化學源，對操作人員以及其它生物細胞造成很大傷害。遇到井下復雜情況會造成卡鉆時，帶有放射性化學源的儀器，可能無法收回放射源，導致鉆井、測井作業失敗，油井報廢，通常要專門封井。地層環境將受到嚴重的放射性污染，需定期監測。國家對測井放射源的管理將會日益嚴格，相關費用也將大幅增加。由于隨鉆測井環境更為惡劣，儀器和放射性化學源裝卸比常規測井更為復雜、需要的時間更長，從而加劇了放射性化學源對環境的污染和對操作人員的傷害。用可控中子源替代放射性化學源即可很好地解決這個問題。

中國專利文獻CN?2900786公開了一種“隨鉆氘氘可控補償中子測井儀”的不帶化學源的隨鉆可控源中子孔隙度測井儀器，該專利首次將可控源用在獲得地層孔隙度參數上，其使用的是D-D中子管作為隨鉆可控源中子孔隙度測井儀的可控源部件，的中子射線能量為2Mev，探測深度為23.75cm，缺點是D-D中子管，其中子管中子產額低，容易引起放射性統計漲落誤差，測量精度較低。且該中子管陽極使用的是直流高壓，不能測量熱中子俘獲截面和含水飽和度。

中國專利文獻CN102159970A公開了一種確定地下巖層中的水飽和度的方法，包括用多個在鉆探入巖層中的鉆井孔中進行的測量來測定巖層的侵入深度。測量具有不同的進入巖層的調查的橫向深度。在基本上與測量侵入深度的位置相同的縱向位置上測量巖層中的碳和氧。用測量的碳和氧以及侵入深度確定巖層的基本上未侵入部分的水飽和度。上述專利文獻中用3He正比計數器測量地層中孔隙度φ，而測量地層熱中子俘獲截面使用的是傳統的閃爍晶體探測器，閃爍晶體探測器接收的是地層中的俘獲伽馬射線，利用俘獲伽馬數目計算熱中子俘獲截面。其熱中子俘獲截面的測量方法與傳統的中子壽命測井儀器方法相同，這種方法的缺點是受自然界中各種伽馬射線本底計數的影響，而且不適用于礦化度相對較低的地層。

實用新型內容

為了在礦化度相對較低的地層中實現對所測地層含水飽和度和孔隙度的測量，實時測量井眼周圍地層孔隙度與熱中子宏觀俘獲截面參數，消除放射源對環境污染的危險及操作人員的人身傷害，本實用新型提供了一種隨鉆可控源中子測井儀器。所述技術方案如下：

一方面，提供了一種隨鉆可控源中子測井儀器，所述儀器包括：包括鉆鋌，沿所述鉆鋌的軸向上間隔成型有多個徑向設置的U型槽，所述測井儀器密封設置于所述U型槽內，其包括：

脈沖中子源，包括氘氚反應中子管，其以脈沖方式向所測地層發射高能中子；

探測單元，包括長源距探測器和短源距探測器，用于接收由地層散射至井眼中的熱中子；

信號處理及數據分析單元，用于對所述探測單元所接收的地層熱中子進行計數與數據處理，獲得所測地層的孔隙度φ和含水飽和度Sw；

電源模塊，用于為上述各單元提供電源。

所述的信號處理及數據分析單元內運行有：

主放與脈沖幅度分析模塊，接收所述探測單元的前放輸出信號，用于對前放輸出信號進行放大和脈沖幅度分析。

信號處理模塊，接收所述主放與脈沖幅度分析模塊的輸出信號，并實現信號的累加處理；

數據處理器，接收所述信號處理模塊的累加信號，并對所接收的累加信號進行數據處理，測得地層的孔隙度φ和含水飽和度Sw；

數據傳輸模塊，分別與所述數據處理器和上位機連接，用于將所測參數傳輸至上位機。

所述的長源距探測器和短源距探測器均為³He熱中子探測器。

另一方面，提供了一種隨鉆可控源中子測井方法，所述方法包括：