CN203742581U - π随钻测井*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种π随钻测井***，它包括地面***和井下仪器串。地面***包括数据采集箱、工控机、地面压力传感器、深度编码器，该地面压力传感器设于放置在井口的泥浆循环***的管道内壁上，地面压力传感器、深度编码器与数据采集箱连接，数据采集箱与工控机连接。井下仪器串包括从上到下依次组装相连的主阀、泥浆脉冲发生器、井下发电机、整流器、驱动器、存储器、探管、伸缩短节、随钻声波仪、井径校正中子仪、随钻密度仪、电阻率仪、伽马仪。本实用新型可对声波、中子孔隙度、密度、电阻率、伽玛值进行全面测量，实时获得的井斜、方位、钻具工具面等地层参数真实、精准，可实现地质导向功能，钻井周期短，运行费用低，风险小。

Description

π随钻测井***

技术领域

本实用新型涉及一种π随钻测井***，属于石油测井技术领域。

背景技术

在油气田勘探、开发过程中，钻井之后必须进行测井，以便了解地层的含油气情况。目前国内通常是在钻井完工之后，用电缆将仪器串放入井中进行测量，以获得相关测井资料，然而对于某些特殊情况，如大斜度井、水平井，用电缆便很难将仪器串放下去进行测井，此外，当井壁状况不好发生坍塌或堵塞时，更难取得测井资料。

对于先钻井再电缆测井这种完井电测方式，由于钻井过程中要用钻井液循环来带出钻碎的岩屑，钻井液要侵入地层，因此，钻完之后再测井，地层的各种参数与刚钻开地层时会有所差别。因此出现了随钻测井技术，就是将测量仪器放在钻头上，一边钻进一边获取地层的各种参数，这样不仅对任何状况的井都可以实现测井，而且利用测得的钻井参数和地层参数可做到及时调整钻头轨迹，使钻头沿目的层方向顺利钻进。

由于随钻测井技术获得的地层参数是刚钻开的地层参数，因此它最接近地层的原始状态，用于对复杂地层的含油、气进行评价比完井电测方式更精准。但是，目前市场上出现的随钻测井仪器串仅具有中子孔隙度、密度或声波测量功能，并没有电阻率与伽马测量功能，而这两种功能是进行精确测井的有效保证，由此可见，有待对已有随钻测井仪器串进行改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种π随钻测井***，该π随钻测井***可对声波、中子孔隙度、密度、电阻率、伽玛值进行全面测量，实时获得的井斜、方位、钻具工具面等地层参数真实、精准，可实现地质导向功能。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种π随钻测井***，其特征在于：它包括地面***和井下仪器串，其中：该地面***包括数据采集箱、工控机、地面压力传感器、深度编码器，该地面压力传感器设于放置在井口的泥浆循环***的管道内壁上，该地面压力传感器的信号传输端口、该深度编码器的信号传输端口分别与该数据采集箱的相应模拟信号端口、相应数字信号端口连接，该数据采集箱的数据传送端口与该工控机的通讯端口连接；该井下仪器串包括从上到下依次组装相连的主阀、泥浆脉冲发生器、井下发电机、整流器、驱动器、存储器、探管、伸缩短节、随钻声波仪、井径校正中子仪、随钻密度仪、电阻率仪、伽马仪，该井下发电机经由该整流器为该驱动器、存储器、探管、随钻声波仪、井径校正中子仪、随钻密度仪、电阻率仪、伽马仪供电，该随钻声波仪、井径校正中子仪、随钻密度仪、电阻率仪、伽马仪的信号传输端口、该存储器的数据传输端口分别与该探管的相应信号端口连接，该探管的电脉冲信号输出端口经由该驱动器与该泥浆脉冲发生器的脉冲信号输入端口连接。

在实际设计中，从上到下依次组装相连的所述主阀、所述泥浆脉冲发生器、所述井下发电机、所述整流器、所述驱动器、所述存储器、所述探管、所述伸缩短节、所述随钻声波仪、所述井径校正中子仪、所述随钻密度仪、所述电阻率仪、所述伽马仪设于钻铤内。

所述伽马仪的底部安装有伸出所述钻铤的钻具。

较佳地，本实用新型还可设有司钻显示器、钩载与工控显示器、打印机。司钻显示器的IO传输端口与所述数据采集箱的相应模拟信号端口连接。钩载的IO传输端口与所述数据采集箱的相应模拟信号端口连接。工控显示器、打印机的IO传输端口分别与所述工控机的相应IO信号端口连接。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型运行可靠、成本低，可对声波、中子孔隙度、密度、电阻率、伽玛值进行全面测量，实时获得的井斜、方位、钻具工具面等地层参数真实、精准，可实现地质导向功能，引导井眼轨迹进入油层并在目的层穿行，大大节省了钻井施工时间，缩短了钻井周期，运行费用低，风险小，经济效益高。

附图说明

图1是本实用新型的组成示意图。

图2是本实用新型的井下仪器串的组成示意图。

具体实施方式

如图1和图2，本实用新型π随钻测井***包括地面***和井下仪器串10，其中：

该地面***包括数据采集箱22、工控机21、地面压力传感器29、深度编码器23，该地面压力传感器29设于放置在井口的泥浆循环***28的管道内壁上，该地面压力传感器29的信号传输端口、该深度编码器23的信号传输端口分别与该数据采集箱22的相应模拟信号端口、相应数字信号端口连接，该数据采集箱22的数据传送端口与该工控机21的通讯端口连接，该工控机21内装有专用地质导向钻井配套软件Advantage；

该井下仪器串10包括从上到下依次组装相连的主阀101、泥浆脉冲发生器102、井下发电机103、整流器104、驱动器105、存储器106、探管107、伸缩短节108、随钻声波仪109、井径校正中子仪110、随钻密度仪111、电阻率仪112、伽马仪113，该井下发电机103经由该整流器104为该探管107、驱动器105、存储器106、随钻声波仪109、井径校正中子仪110、随钻密度仪111、电阻率仪112、伽马仪113供电，即该井下发电机103的电能输出端口经由该整流器104与该探管107、驱动器105、存储器106、随钻声波仪109、井径校正中子仪110、随钻密度仪111、电阻率仪112、伽马仪113的供电端口连接，该随钻声波仪109、井径校正中子仪110、随钻密度仪111、电阻率仪112、伽马仪113的信号传输端口、该存储器106的数据传输端口分别与该探管107的相应信号端口连接，该探管107的电脉冲信号输出端口经由驱动器105与该泥浆脉冲发生器102的脉冲信号输入端口连接。

在实际设计中，如图2，从上到下依次组装相连的主阀101、泥浆脉冲发生器102、井下发电机103、整流器104、驱动器105、存储器106、探管107、伸缩短节108、随钻声波仪109、井径校正中子仪110、随钻密度仪111、电阻率仪112、伽马仪113设于钻铤115内。伽马仪113的底部安装有伸出钻铤115的钻具114。

在实际设计中，地面***还可包括司钻显示器26，如图1，司钻显示器26的IO传输端口与数据采集箱22的相应模拟信号端口连接。地面***还可包括钩载27，如图1，钩载27的IO传输端口与数据采集箱22的相应模拟信号端口连接。如图1，连接地面压力传感器29、司钻显示器26、钩载27的模拟线缆可共同经由一个集后接线盒32后再与数据采集箱22的相应模拟信号端口连接，而连接深度编码器23的数字线缆也可经由一个集后接线盒31后再与数据采集箱22的相应数字信号端口连接。

在实际设计中，地面***还可包括工控显示器24、打印机25，该工控显示器24、打印机25的IO传输端口分别与工控机21的相应IO信号端口连接。

在地面***中，深度编码器23为一种用于井深实时跟踪测量的设备，钩载27为一种用于实时测量下放井下仪器串10的线缆40最大荷载的设备，泥浆循环***28设置于井口，用于向井50中产生钻井液(泥浆)并进行循环，主要包括钻井液振动筛、真空除气器、除砂器、除泥器、液气分离器、搅拌器、砂泵、剪切泵、离心机、电子点火装置、混合漏斗、射流混浆装置、泥浆罐等设备。地面压力传感器29为一种感测泥浆压力脉冲信号的压力传感器。

下面对井下仪器串10中的各种设备进行简单介绍：

主阀101：主要包括限流环承载总成、主阀总成，用于放大压力脉冲信号。

泥浆脉冲发生器102：用于接收探管107传送来的电脉冲信号，并将电脉冲信号转换为泥浆压力脉冲信号，主要包括主阀总成、主阀控制总成。

井下发电机103：实现发电，输出交流电电压范围为0～100V，主要包括控制主阀总成、涡轮总成、发电器、扶正器、扩展接头。

整流器104：将交流电转变为直流电，且有稳压作用，输出30V直流。

驱动器105：扩大电信号，驱动泥浆脉冲发生器102。

存储器106：存储数据，最大存储容量为8M。

探管107：用于探测井斜、方位、工具面、温度等，采集与接收电阻率、中子孔隙度、伽玛值、声波等信号，主要包括3个重力加速计、3个磁通门、探头。

伸缩短节108：主要作用为调配井下仪器串长度及通讯走贯通线使用。

随钻声波仪109：主要包括上部短节、生源电子线路部分、全向生源、声波隔离器、接收器阵列、接收器电子线路、下部短节，用于在钻井噪声环境下进行高质量的声波时差测量。

井径校正中子仪110：利用超声井径对中子孔隙度进行校正，主要包括源(Am-241/Be源)、探测器(包括长、短探测器和信号前置放大板)、信号预处理***、供电模块(包括MODEM、电路电源与高压模块)。

随钻密度仪111：测量地层的岩性和密度，主要包括源(使用CS-137)、探测器(包括长、短探测器和前置放大板)、处理模块、供电模块(包括MODEM、电路电源与高压模块)、ASO槽(采用3个超声波探测器)和AZI槽(主要测量磁性工具面)。

电阻率仪112：以电磁波传播形式来测量电阻率，即通过发射线圈激发电磁波，使电磁波信号在地层中传播，其相位和振幅发生改变，根据变化量判断地层的电性参数特征。

伽马仪113：测量钻进过程中不同深度地层的伽玛值，以判断地层岩性的变化。

在本实用新型中，数据采集箱22、地面压力传感器29、深度编码器23、钩载27、泥浆循环***28、主阀101、泥浆脉冲发生器102、井下发电机103、整流器104、驱动器105、存储器106、探管107、伸缩短节108、随钻声波仪109、井径校正中子仪110、随钻密度仪111、电阻率仪112、伽马仪113、钻具114均为本领域的熟知设备或已有设备，故其具体构成不在这里详述。

随钻测井时，经由线缆40将井下仪器串10下放到井50中，井下仪器串10一边由钻具114进行钻进，一边由随钻声波仪109、井径校正中子仪110、随钻密度仪111、电阻率仪112、伽马仪113分别测量声波、中子孔隙度、密度、电阻率、伽玛值等地层岩石物理参数，并将测得的测量结果传送给探管107进行初步分析处理后存储在存储器106中，待起钻后读取(伽玛值、电阻率、声波、中子孔隙度、密度等地质参数数据)，而探管107自身测得的数据(井斜、方位、钻具工具面、温度等信息)则以电脉冲信号形式经由驱动器105进行信号放大后传送给泥浆脉冲发生器102，在泥浆循环***28向井50中产生并循环泥浆(钻井液)的条件下，泥浆脉冲发生器102通过控制钻铤115内的泥浆进出泥浆脉冲发生器102内阀门的流量大小，将电脉冲信号转换为泥浆压力脉冲信号，并经由主阀101的机械结构进行信号放大处理，由泥浆循环***28的管道内壁上安装的地面压力传感器29感测并将感测结果传送至数据采集箱22完成信号识别和解码，由司钻显示器26实时显示钻具工具面、井斜、方位等数据，供司钻人员现场查看，并与深度编码器23传送来的井深数据相结合，对井眼轨迹进行实时监视与控制。另外，数据采集箱22还会将处理后的数据传送给工控机21，以便工控机21进行进一步的分析处理，以及在工控显示器24上显示，供钻井工程人员查看。

在本实用新型中，井下仪器串10的外径有以下三种尺寸：4.75"、6.75"、8.25"，最大耐温可为150℃(302°F)、175℃(350°F)，最大耐压为20000Psi(138MPa)。

本实用新型运行可靠、成本低，可对声波、中子孔隙度、密度、电阻率、伽玛值进行全面测量，实时获得的井斜、方位、钻具工具面等地层参数真实、精准，可实现地质导向功能，引导井眼轨迹进入油层并在目的层穿行，大大节省了钻井施工时间，缩短了钻井周期，运行费用低，风险小，经济效益高。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种π随钻测井***，其特征在于：它包括地面***和井下仪器串，其中：

该地面***包括数据采集箱、工控机、地面压力传感器、深度编码器，该地面压力传感器设于放置在井口的泥浆循环***的管道内壁上，该地面压力传感器的信号传输端口、该深度编码器的信号传输端口分别与该数据采集箱的相应模拟信号端口、相应数字信号端口连接，该数据采集箱的数据传送端口与该工控机的通讯端口连接；

该井下仪器串包括从上到下依次组装相连的主阀、泥浆脉冲发生器、井下发电机、整流器、驱动器、存储器、探管、伸缩短节、随钻声波仪、井径校正中子仪、随钻密度仪、电阻率仪、伽马仪，该井下发电机经由该整流器为该驱动器、存储器、探管、随钻声波仪、井径校正中子仪、随钻密度仪、电阻率仪、伽马仪供电，该随钻声波仪、井径校正中子仪、随钻密度仪、电阻率仪、伽马仪的信号传输端口、该存储器的数据传输端口分别与该探管的相应信号端口连接，该探管的电脉冲信号输出端口经由该驱动器与该泥浆脉冲发生器的脉冲信号输入端口连接。

2.如权利要求1所述的π随钻测井***，其特征在于：

从上到下依次组装相连的所述主阀、所述泥浆脉冲发生器、所述井下发电机、所述整流器、所述驱动器、所述存储器、所述探管、所述伸缩短节、所述随钻声波仪、所述井径校正中子仪、所述随钻密度仪、所述电阻率仪、所述伽马仪设于钻铤内。

3.如权利要求2所述的π随钻测井***，其特征在于：

所述伽马仪的底部安装有伸出所述钻铤的钻具。

4.如权利要求1所述的π随钻测井***，其特征在于：

司钻显示器的IO传输端口与所述数据采集箱的相应模拟信号端口连接。

5.如权利要求1所述的π随钻测井***，其特征在于：

钩载的IO传输端口与所述数据采集箱的相应模拟信号端口连接。

6.如权利要求1至5中任一项所述的π随钻测井***，其特征在于：

工控显示器、打印机的IO传输端口分别与所述工控机的相应IO信号端口连接。