[發明專利]用于測量地層密度值的測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201811282351.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111119871A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張堅鋒;張中偉;李翠;杜海洋;韓春田;馬海;肖紅兵;魯超
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司隨鉆測控技術中心
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

本發明提供了一種用于測量地層密度值的測量裝置，包括：鉆鋌，所述鉆鋌的內部設有軸向貫穿的偏心流道，及與所述偏心流道相對的沿軸向延伸的U型槽；設置在所述偏心流道中且構造成圓柱形的電路骨架，在所述電路骨架的下部設有電路控制系統；設置在所述鉆鋌內的密度倉源，在所述密度倉源內放置有放射性元素，且以固定角度向周圍地層發射伽馬射線；嵌入式安裝在所述U型槽內且構造成圓筒狀的承壓外殼，在所述承壓外殼內設有用于接收經地層散射的伽馬射線的密度探測器短節，在所述密度探測器短節的下端設有用于傳輸所測得的信號參數的信號傳輸系統，所述信號傳輸系統與所述電路控制系統相連。本發明還提供了一種測量地層密度值的測量方法。

技術領域

本發明涉及石油鉆井技術領域，具體地涉及隨鉆測井技術，尤其是一種用于測量地層密度值的測量裝置。本發明還涉及一種測量地層密度值的測量方法。

背景技術

在石油勘探開發過程中，需要對地層的地質信息進行測量，尤其是對地層的巖性和密度值的測量，這對計算地層孔隙度和分析儲層具有重要意義。隨著勘探開發技術的逐步深入，對地質信息測量參數結果的準確性要求越來越高。

然而，市面上常見的密度測量裝置存在一些問題。例如，傳統的密度測量裝置不具備方位測量的特性，其僅通過放射性同位素137Cs向地層發射伽馬射線，并通過長短源距探測器測量經地層散射回的伽馬射線來計算密度值，傳統的測量裝置對周向沒有分辨能力，不能進行方位探測。此外，傳統的密度測量裝置多通過機械或者液壓推靠的方式使密度探測器貼合井壁，這樣，電路中需要使用大功率的電機馬達，從而大大增大了電路的功耗和復雜性，且大大降低了密度裝置本身的可靠性。

發明內容

針對至少一些如上所述的技術問題，本發明旨在提出一種用于測量地層密度值的測量裝置，該測量裝置能夠準確有效地測量地層中不同方位上的巖性密度值，且其結構簡單，電路功耗低，安全可靠。

本發明還提出了一種測量地層密度值的測量方法，該測量方法使用上述的測量裝置進行測量，其測量結果精確性高。

為此，根據本發明的第一方面，提供了一種用于測量地層密度值的測量裝置，包括：鉆鋌，所述鉆鋌的內部設有軸向貫穿的偏心流道，且在所述鉆鋌的與所述偏心流道相對的側壁上設有軸向延伸的U型槽；設置在所述偏心流道中且構造成圓柱形的電路骨架，所述電路骨架的內部設有軸向貫穿的偏心通道，在所述偏心通道內設有用于導流鉆井液的導流管，且在所述電路骨架的下部設有電路控制系統；設置在所述U型槽的上部的密度倉源，在所述密度倉源內放置有放射性元素，并以固定角度向周圍地層發射伽馬射線；嵌入式安裝在所述U型槽內且構造成圓筒狀的承壓外殼，在所述承壓外殼內設有用于接收經地層散射的伽馬射線的密度探測器短節，在所述密度探測器短節的下端設有用于傳輸所測得的經地層散射的伽馬射線的信號參數的信號傳輸系統，所述信號傳輸系統與所述電路控制系統相連以將測得的信號傳輸給所述電路控制系統，從而計算分析得到地層密度值。

在一個優選的實施例中，所述密度探測器短節包括自上而下依次設置在所述承壓外殼內用于探測接收信號的短源距晶體探測器、短源距光電倍增管、長源距晶體探測器和長源距光電倍增管。

在一個優選的實施例中，所述信號傳輸系統包括前置放大電路和與所述前置放大電路連接的高壓控制電路，所述前置放大電路與短源距晶體探測器和所述長源距晶體探測器連接，所述高壓控制電路與所述采集控制存儲電路連接。

在一個優選的實施例中，所述電路控制系統包括：用于對測量參數進行校正的間隙測量電路和方位測量電路，所述間隙測量電路用于測量井眼直徑及所述測量裝置與井壁間隙，所述方位測量電路用于測量方位信息，且所述測量電路將井眼周圍地層平均分成16個扇區信號進行測量，以及用于處理探測到的信號且與所述間隙測量電路和所述方位測量電路連接的采集控制存儲電路，和用于給所述間隙測量電路、采集控制存儲電路及所述方位測量電路提供符合要求的電源電壓的電源控制電路。

在一個優選的實施例中，所述密度倉源與所述鉆鋌的中心軸線呈一定角度傾斜設置。