CN106707364A - 一种雷达测井用标准井的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雷达测井用标准井的施工方法，属于石油勘探技术领域。该方法包括：1)地基处理；2)砖砌浇筑用模具；3)采用砂浆分层浇筑的方法在模具中浇筑标准井主体，在前一层浇筑砂浆初凝后再进行后一层浇筑，浇筑完成后养护；浇筑过程中，先将目标体部分浇筑在设计位置，砂浆初凝后确定位置准确，再进行完全浇筑；在相应位置浇筑支撑墩，初凝后放上人工井眼，通过测量支撑墩的位置坐标确定人工井眼位置准确，再进行掩埋浇筑。该施工方法实现了用于雷达测井仪器的刻度和标定的标准井的建设，该施工方法保证了整体标准井的安全稳定，用于检验雷达测井仪器有关探测方面的技术指标，加强了雷达测井仪器整体的可靠性和有效性。

Description

一种雷达测井用标准井的施工方法

技术领域

本发明属于石油勘探技术领域，具体涉及一种雷达测井用标准井的施工方法。

背景技术

石油测井仪器是获知储存于深部地层空间油气分布状况的测量工具。测井获得的原始测量值，如电阻率测井获得的测井原始信号是以mV为单位，并不直接反映岩石的地学特性，需要通过精确的转换才能成为反映地层物理参数的工程值，同时，还必须保证同一类型的测井仪器计量的统一。目前，石油测井仪器主要是用刻度方法实现这种精确转换和保证同一类测井仪器间的测量结果的一致性。

其中，采用标准井(也叫刻度井、模型井)来进行测井仪器的刻度和标定是比较常用的方法。刻度井是在实验条件下人工建立的一定井径一定岩性的物理模型，用来刻度和标定测井仪器。现有技术中，华东地质学院邓明琪(视电阻率测井横模型井的研制与测定，邓明琪，华东地质学院学报)建立了全空间的电阻率测井用的标准井。电阻率测井和极化率测井，都是采用梯度电极系和电位电极系来探测的，它们都有一定的探测范围(或探测半径)其探测范围与电极距大小、电极系周围介质的电阻率及其分布有关。吉林大学测井实验室也建造了自己的电法试验井，结构和华东地质学院类似，只不过采用半空间模型。用水槽模型模拟不同厚度、单一高电阻率地层条件。吉林大学模型实验室还设计了地面探地雷达用的砂槽模型，底部埋设了许多已知模型，在池顶部进行雷达测量，所用天线为900MHz屏蔽天线。

现有技术中，CN2900785Y公开了一种移动式随钻自然伽马刻度井，包括外壳、填充材料、井眼，外壳是金属圆桶，外侧有吊钩，井眼是玻璃钢圆桶，位于外壳内部轴线上，在外壳和井眼所形成的环形空间内浇注有含钾、铀、钍矿石的填充材料。该刻度井的量值可直接向自然伽马API行业标准溯源，且随钻自然伽马测井仪可连同钻铤一起在刻度井中进行刻度，修正钻铤对自然伽马计数率的影响，满足了随钻自然伽马测井仪刻度的需要。CN104763415A公开了一种电成像刻度井群，至少包括一口或一口以上用于电成像测井仪器的校验与刻度的刻度井，刻度井至少包括岩石模块，设置在岩石模块中间的仪器过孔；在岩石模块内壁图像的后面包含有径向缝隙。该刻度井群通过岩石模块内壁图像后面的径向缝隙来保证测量信号的回流，从而提高了电成像测井仪器对图像的成像精度。

利用测井技术判断、分析井眼附近是否存在裂缝、孔洞及其分布情况，才能准确认识、评价油气藏。常规的取芯填图以及地球物理测井能提供一些岩石质量的信息，但只对井眼周围有限范围敏感。现有的测井仪器径向探测深度浅(小于3m)，大多数测井方法只能测量距井眼几毫米到几米范围的地层，难以识别井周原状地层的构造情况和储层参数的分布情况，为储层的正确评价带来了一定的困难。由于井眼的布局所限，许多重要的地质特征将被错过；虽然可通过在同一地区增加井眼，但由于经济上的原因而不现实的。

雷达测井是一种对孔洞、裂缝等测距、测方位，同时能测某一方向一定距离的特定的介电常数与电导率的测井方法，有别于一般的电磁波测井。在测井时，雷达测井仪器沿井眼下放到井底，进行上提测井，通过向井眼周围地层全向发射瞬态超宽带电磁波脉冲，利用瞬态脉冲在地层中的传输特性来获取地层信息，进而解释井周地层构造。它具有较大的径向探测距离和相对较高的分辨率，属于国际上比较新的测井技术发展方向，是钻孔雷达应用领域的拓展方向之一。

钻孔雷达仪器在结晶岩石中的探测范围可大于100m。除了探测范围之外，雷达可在每一重点深度进行上百次的重复探测，通过对这些探测结果的平均迭加，仪器的信噪比可得到很大的提高。实际中，脉冲是宽带的，分辨率可能好于一个波长。对于RAMAC***来说，在岩石中的波长大约为2-5m，因而，许多反射体能达到厘米级精度。但同时，也需要对雷达测井仪器进行刻度与标定。

国内外建造的标准井(也叫刻度井、模型井)很多，但多限于常规测井，包括放射性测井(自然伽马测井、能谱测井、密度测井、补偿中子测井)、声波测井、碳氧比测井、电阻率测井、固井质量等。目前，还没有可用于雷达成像测井标定的标准井的报道；用未知的地质条件无法检验雷达测井仪器整体的可靠性、有效性等，而关于雷达成像测井的模型试验井或标准井施工方法在国内外未有公开报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种雷达测井用标准井的施工方法，建设用于雷达测井仪器的刻度和标定的标准井，检验雷达测井仪器有关探测方面的技术指标。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种雷达测井用标准井的施工方法，包括下列步骤：

1)地基处理：基础开挖后，采用级配砂石换填并分层压实形成换填层，采用混凝土在换填层表面浇筑形成垫层；

2)在垫层上砖砌浇筑用模具；

3)标准井主体施工：采用砂浆分层浇筑的方法在模具中浇筑标准井主体，每层浇注高度0.25～0.35m，在前一层浇筑砂浆初凝后再进行后一层浇筑，直至浇筑完成，后养护，即得标准井；

浇筑过程中，事先在相应位置安放目标体，先将目标体部分浇筑在设计位置，砂浆初凝后确定位置准确，再进行完全浇筑；

事先在相应位置浇筑用于放置人工井眼的支撑墩，初凝后放上人工井眼，通过测量支撑墩的位置坐标确定人工井眼位置准确，再进行掩埋浇筑。

换填层的压实密度大于97％。

步骤1)中，采用C30混凝土浇注形成垫层。

所述的雷达测井用标准井的施工方法，基础开挖0.9～1.2m，换填层的厚度为0.8～1.0m，垫层的厚度为0.2m。一般的，垫层的长宽尺寸大于标准井主体的长宽尺寸；换填层的长宽尺寸大于垫层的长宽尺寸。开挖后的土方转运出到垃圾场。

所述目标体采用钢化玻璃和玻璃胶粘接而成；所用钢化玻璃的厚度为10～14mm。

每个目标体上均连接有进液管、放空管和排气管，用于向目标体内部注满流体或排空。所述进液管、排气管与目标体的顶部连接，放空管与目标体的底部连接，保证目标体内可以注满流体或全部排空。

所述进液管、放空管和排气管均采用PVC管。

人工井眼采用玻璃钢制作。

步骤3)中，采用标号为M10的砂浆浇筑标准井主体。

浇筑过程中，采用***式振动器进行砂浆振捣，振动时间控制在20～30s。砼振捣时，振动棒应交错有序，上下抽动，快插慢拔，振动均匀，不能漏振，也不能过振；还应视砼表面呈水平状，不再显著下沉，不再出现泡、表面泛出灰浆为准。

砼浇注时间需避开高温及大风时段，减少温度对混凝土收缩的影响。

步骤3)中，所述养护是指洒水及覆盖塑料薄膜进行养护，浇筑井体的连续养护时间不少于14天。砂浆的养护，采用洒水及覆盖塑料薄膜养护。为了保证新浇筑的砂浆有适宜的硬化条件，防止早期由于干缩产生裂缝，砂浆浇筑井体连续养护时间不少于14天。

本发明的雷达测井用标准井的施工方法，通过特殊的地基处理和主体施工工艺，实现了用于雷达测井仪器的刻度和标定的标准井的建设，该施工方法保证了整体标准井的安全稳定，可用于检验雷达测井仪器有关探测方面的技术指标，加强了雷达测井仪器整体的可靠性和有效性。该施工方法为雷达测井标准井建设提供了新的方法和思路，适合推广使用。

附图说明

图1为孔洞1的结构示意图；

图2为孔洞2的结构示意图；

图3为孔洞3的结构示意图；

图4为裂缝1的结构示意图；

图5为裂缝2的结构示意图；

图6为实施例1的雷达测井用标准井中各个目标体和竖井的位置示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式中，事先建立标准井模型，按照标准井模型进行施工。雷达测井标准井模型的建立原则为：

①标准井长度应保证仪器深度点相对于目标体的有效移动距离大于25米(一般的，移动距离越长，越有利于目标探测)；宽度应不小于雷达测井仪器的最大探测距离；高度应保证***稳定性；

②根据地质条件选择背景介质；

③设置雷达探测的目标体为不同尺度和属性的孔洞和裂缝，孔洞和裂缝中要能填充不同流体；目标体到井眼的距离大于5m；

④追求得到理想的雷达测井信号。

基于上述建立原则，实施例1的雷达测井标准井模型的整体形态为三维箱型结构，水平放置，长度方向沿水平延伸，模拟地层深度方向，外形尺寸为30m(长)×7.5m(宽)×3m(高)；背景介质为石灰岩；人工井眼紧邻标准井模型的右侧面设置，与其紧邻的标准井模型的右侧面的距离为0.5m；设置6个目标体，分别为4个孔洞和2个裂缝，除一个3m验证探测目标体外，其余5个目标体到井眼的距离大于5m。

标准井的顶部是平面结构，距离地面3m，顶面与长侧面的顶角为圆角。

实施例1

本实施例的雷达测井用标准井的施工方法，包括下列步骤：

1)地基处理：基础开挖1.2m(9m宽×40m长×1.2m深)后，采用级配砂石换填9m(宽)×40m(长)×1m(厚)，并分层夯实形成换填层，换填层的压实密度大于97％；采用C30混凝土在换填层表面浇筑形成垫层8.5m(宽)×31m(长)×0.2m(厚)；

2)目标体的制作：目标体采用钢化玻璃和玻璃胶粘接制作而成；本实施例的目标体为6个，分别为4个孔洞和2个裂缝，如图1-5所示，包括孔洞1(a1)、孔洞2(a2)、孔洞3(a3)、孔洞4(结构同孔洞3)、裂缝1(c1)、裂缝2(c2)，每个目标体上都连接有进液管1、放空管3和排气管2，用于使目标体内部注满流体或排空；制作目标体的钢化玻璃的厚度为12mm，玻璃粘胶的厚度为1mm，进液管、放空管和排气管用直径20mm的PVC管和阀门做成；

目标体的内部尺寸(单位cm)和外部尺寸(单位cm)见下表1；

表1目标体的尺寸

尺寸类型	孔洞1	孔洞2	孔洞3、孔洞4	裂缝1	裂缝2
						内部尺寸	10*10*10	80*80*80	20*10*20	100*10*20	300*10*100
外部尺寸	12.6*12.6*12.6	82.6*82.6*82.6	22.6*12.6*22.6	102.6*12.6*22.6	302.6*12.6*102.6

3)人工井眼的制作：人工井眼采用玻璃钢管制作，玻璃钢管壁厚12mm，内径Φ196mm；还有2个测试天线的竖井，竖井采用玻璃钢管制作，玻璃钢管的壁厚6mm，内径Φ196mm；

4)在垫层上砖砌浇筑用模具；所述模具使用四面墙围设形成上端开口的三维箱型结构，用于在其中浇筑标准井主体；

形成模具的墙上预留出供人工井眼和目标体的进液管、放空管和排气管穿过的通孔；

5)标准井主体施工：根据砂浆试块测试结果，本实施例采用标号为M10的砂浆进行浇筑，属于大体积砂浆施工；

采用砂浆分层环形浇筑的方法在模具中浇筑标准井主体，浇筑时，按由远及近，每层浇注高度0.3m，在前一层浇筑砂浆初凝后再进行后一层浇筑，不断循环，直至浇筑完成，后养护，即得标准井；

浇筑过程中，事先在相应位置采用模板的形式安放目标体，先将目标体部分浇筑在设计位置，在砂浆初凝后进行位置测量确定位置准确，再进行完全浇筑；

事先在相应位置浇筑五个用于放置人工井眼的支撑墩，初凝后放上人工井眼，通过测量支撑墩的位置坐标确定人工井眼位置准确，再进行掩埋浇筑；

本实施例的雷达测井用标准井的各个目标体和竖井的参数及位置如表2和图6所示。

表2各个目标体和竖井的参数及位置

注：建造标准井的坐标原点选在标准井的东北角下端(前端面的右下角)。目标体、竖井和标准井井眼均以坐标原点为基准按照设计的位置进行安放。

采用***式振动器进行砂浆振捣，砼振捣时，振动棒应交错有序，上下抽动，快插慢拔，振动均匀，不能漏振，也不能过振，振动时间控制在20～30s；还应视砼表面呈水平状，不再显著下沉，不再出现泡、表面泛出灰浆为准；

砂浆养护时，采用洒水及覆盖塑料薄膜养护；为了保证新浇筑的砂浆有适宜的硬化条件，防止早期由于干缩产生裂缝，砂浆浇筑井体连续养护时间不少于14天。

Claims (10)

1.一种雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：包括下列步骤：

1)地基处理：基础开挖后，采用级配砂石换填并分层压实形成换填层，采用混凝土在换填层表面浇筑形成垫层；

2)在垫层上砖砌浇筑用模具；

3)标准井主体施工：采用砂浆分层浇筑的方法在模具中浇筑标准井主体，每层浇注高度0.25～0.35m，在前一层浇筑砂浆初凝后再进行后一层浇筑，直至浇筑完成，后养护，即得标准井；

浇筑过程中，事先在相应位置安放目标体，先将目标体部分浇筑在设计位置，砂浆初凝后确定位置准确，再进行完全浇筑；

事先在相应位置浇筑用于放置人工井眼的支撑墩，初凝后放上人工井眼，通过测量支撑墩的位置坐标确定人工井眼位置准确，再进行掩埋浇筑。

2.根据权利要求1所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：换填层的压实密度大于97％。

3.根据权利要求1或2所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：步骤1)中，采用C30混凝土浇注形成垫层。

4.根据权利要求3所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：基础开挖0.9～1.2m，换填层的厚度为0.8～1.0m，垫层的厚度为0.2m。

5.根据权利要求1所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：所述目标体采用钢化玻璃和玻璃胶粘接而成；所用钢化玻璃的厚度为10～14mm。

6.根据权利要求5所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：每个目标体上均连接有进液管、放空管和排气管，用于向目标体内部注满流体或排空。

7.根据权利要求6所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：所述进液管、放空管和排气管均采用PVC管。

8.根据权利要求1所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：步骤3)中，采用标号为M10的砂浆浇筑标准井主体。

9.根据权利要求1或8所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：浇筑过程中，采用***式振动器进行砂浆振捣，振动时间控制在20～30s。

10.根据权利要求1所述的雷达测井用标准井的施工方法，其特征在于：步骤3)中，所述养护是指洒水及覆盖塑料薄膜进行养护，浇筑井体的连续养护时间不少于14天。