[發(fā)明專利]基于可控源技術(shù)的高精度油井剩余油氣測井儀器和方法

在審

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• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105672981A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽弗雷澤物探技術(shù)有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于可控源技術(shù)的高精度油井剩余油氣測井儀器及相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析方法。

背景技術(shù)

放射線可穿透金屬套管的獨(dú)特性使得利用核放射技術(shù)進(jìn)行老油井剩余油氣儲層監(jiān)測的過套管測井技術(shù)成為一項(xiàng)提高油氣采收率不可缺少的測井技術(shù)。油氣能源是每個國家發(fā)展工業(yè)的支柱資源之一。隨著油田二次三次開發(fā)的深入，在中國很多油井地下情況日趨復(fù)雜，其中一個顯著特點(diǎn)是高含水率是，嚴(yán)重制約著油田后期開發(fā)。因此，非常有必要及時(shí)的了解、監(jiān)測和評估油氣層的動態(tài)變化，找到水淹層，實(shí)施堵水作業(yè)提高采收率，或者尋找新的油氣薄層，在不增加新油井的情況下保持或者提高產(chǎn)量。放射線可穿透金屬套管進(jìn)入地層然后被傳感器探測從而獲知地層信息，和其它測井方法相比有著獨(dú)特的優(yōu)勢，是眾多測井技術(shù)在過套管應(yīng)用中最為有效的方法。一些老油井因?yàn)檫^度開采，高含淡水，常規(guī)的中子壽命技術(shù)就無法通過測量中子宏觀截面準(zhǔn)確區(qū)別淡水和油氣層；另外一些油井由于地質(zhì)的原因，高含礦化度水，常規(guī)的碳氧比儀器也無法準(zhǔn)確測量含油飽和度。所以，測井服務(wù)市場急需一種能夠工作在多種地質(zhì)情況下的多功能一體的綜合評價(jià)儀器和方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明是一種基于可控源技術(shù)的高精度油井剩余油氣測井儀器及相應(yīng)的測井方法，其目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法通過測量中子宏觀截面準(zhǔn)確區(qū)別淡水和油氣層、無法準(zhǔn)確測量含油飽和度等問題，提出一種能夠工作在多種地質(zhì)情況下的多功能一體的綜合評價(jià)儀器和方法。

技術(shù)方案：

基于可控源技術(shù)的高精度油井剩余油氣測井儀器，其特征在于：該儀器包括與地面系統(tǒng)相連的電纜儀器轉(zhuǎn)接頭，從電纜儀器轉(zhuǎn)接頭開始依次排布有數(shù)傳短節(jié)、探測器短節(jié)、中子發(fā)生短節(jié)；其中：所述數(shù)傳短節(jié)包括數(shù)據(jù)傳輸電路模塊、套管接箍定位器（CCL）、自然伽馬探測器模塊、井溫測量模塊；所述探測器短節(jié)為由中子探測器和伽馬探測器組成的探測器陣列，所述探測器短節(jié)末端有以快中子吸收材料制成的屏蔽體；所述中子發(fā)生短節(jié)中設(shè)置有可控中子發(fā)射源系統(tǒng)。

所述的基于可控源技術(shù)的高精度油井剩余油氣測井儀器，其特征在于：所述探測器短節(jié)中的伽馬探測器由光電轉(zhuǎn)換放大裝置和LaBr₃或LaCl₃晶體組成；所述晶體形狀為圓柱形，直徑不小于2厘米，近探頭晶體有效長度不超過10厘米，遠(yuǎn)探頭晶體有效長度不短于10厘米。

所述的基于可控源技術(shù)的高精度油井剩余油氣測井儀器，其特征在于：該儀器通過已知常規(guī)放射源對儀器進(jìn)行能量刻度。

所述的基于可控源技術(shù)的高精度油井剩余油氣測井儀器，其特征在于：該儀器通過微處理器或邏輯編程芯片進(jìn)行中央控制和通訊控制。

所述測井儀器的數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于：該方法將探測數(shù)據(jù)通過地面系統(tǒng)獲取并存儲在存儲介質(zhì)上；通過基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的死時(shí)間經(jīng)驗(yàn)公式對中子時(shí)間譜和伽馬時(shí)間譜進(jìn)行死時(shí)間修正；通過蒙特卡洛方法計(jì)算出來的能譜對能譜進(jìn)行剝譜分析。

優(yōu)點(diǎn)及效果：本發(fā)明的高計(jì)數(shù)率使得測井速度可達(dá)120m／小時(shí)以上；高分辨率非彈伽馬能量譜使得剝譜和峰信息提取更為便捷精準(zhǔn)；優(yōu)化的脈沖中子時(shí)序簡化能譜測量，減少了數(shù)量和簡化數(shù)據(jù)分析過程，實(shí)現(xiàn)非彈和中子壽命同時(shí)測量的功能。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的硬件系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造和在油井中使用示意圖；

圖2為本發(fā)明中的優(yōu)化的脈沖中子時(shí)序圖。

圖中標(biāo)注：1簡化的目標(biāo)地質(zhì)結(jié)構(gòu)；2電纜儀器轉(zhuǎn)接頭；3數(shù)傳短節(jié)；4探測器短節(jié)；5中子發(fā)生器短節(jié)；6數(shù)據(jù)傳輸電路模塊；7套管接箍定位器（CCL）；8自然伽馬探測器系統(tǒng)；9探測器陣列；10屏蔽體；11地面系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式：

本發(fā)明采用大直徑新型晶體材料，如LaBr3和LaCl3，做為探測器晶體。此類晶體在能量分辨率、信號成形時(shí)間、高溫穩(wěn)定性、光產(chǎn)額、抗輻照等諸多方面比常規(guī)晶體材料有著很強(qiáng)的優(yōu)勢。此類晶體將減小系統(tǒng)的死時(shí)間和信號堆尾，提高系統(tǒng)計(jì)數(shù)率，減小統(tǒng)計(jì)誤差。在相同精度下，可提高測井速度，減少因測井而損失的生產(chǎn)時(shí)間。其技術(shù)方案是：使用新型晶體替代常規(guī)晶體，選擇和其閃爍光輸出波長相配的高溫光電轉(zhuǎn)換和倍增器件，探測器脈沖信號經(jīng)過前置放大、放大、整形等被基于邏輯芯片的數(shù)據(jù)采集板收集并形成能譜和時(shí)間譜；所述晶體形狀為圓柱形，直徑不小于2厘米，近探頭晶體有效長度不超過10厘米，遠(yuǎn)探頭晶體有效長度不短于10厘米。