面向自然伽玛(GR)特性的钻井岩屑地面地层特性重构系统
( 2018-05-27 阅读次 作者:)

背景技术:

  自然伽玛录井是对钻井回流泥浆所带岩屑分离后进行测量,反映岩层中自然存在的放射性元素核衰变过程中放射的伽玛射线强度, 通过测量岩屑的自然伽玛射线强度来认识岩层的一种放射性录井方法。自然伽玛录井曲线具有以下功能:划分岩性、地层对比、确定岩层的泥质含量。同时自然伽玛录井曲线的主要影响因素为放射性涨落。所谓岩屑自然伽玛录井技术就是利用自然伽玛曲线主要与地层中含有的天然放射性元素的含量有关,而其他因素影响小的特点。

  工程实现目的在于,对钻井过程中返出泥浆所带岩屑的自然伽玛能量进行检测, 得到一条反映岩性的实时自然伽玛曲线。由于自然伽玛曲线的相对变化量只与钻遇地层的岩性有关,因此,可以充分利用该条曲线进行地层划分、地层比对、岩性判别等,从而有利于地质录井工作者应对钻井新工艺的挑战。

  传统的处理方法有两种,一种是录井工作人员定时、定期到钻井泥浆振动筛出口处,对岩屑进行取样、清洗、封存,然后对所封存的岩屑进行自然伽玛放射性检测。另一种测量方式是通过随钻测量,具体是在距离钻头5-10米的位置安装一套自然卡吗探测器,进行随钻监控。这种测量方法的缺点是,测量装置本身位于距离钻头5-10米的地方,本身就是一个滞后,同时伽玛探测所得的信号获取,一方面是通过管道泥浆作为载体将信号进行上传,主要缺点是通过泥浆上传的信号误码率很高,有时甚至产生错误传输;另一方面是使用井下存储器进行存储后,起钻时再取出存储器数据,再进行地层分析,其主要缺点是滞后性很强,不能达到实时监控的目的。更主要是随钻设备成本昂贵,多达几百万甚至上千万元一套,这给石油开发公司也带来了不少的经济负担。

主要技术经济指标:

  面向自然伽玛特性的钻井岩屑地面地层特性重构系统,设计了一种在地面将钻采地层的岩屑按钻采顺序进行岩层重构,同时对重构后的岩层自然伽玛(GR)进行在线测量并记录保存的一种录井方法。整个系统主要包括岩层重构机械系统;噪声伽玛检测系统;样品伽玛检测系统;检测屏蔽系统;3G无线网络传输器、串行有线通信端口等组成。系统能够在地面实现钻采地层的岩层重构工作,并对重构岩层的自然伽玛(GR)特性进行实时监控,得到与钻井深度――对应的地层自然伽玛曲线。如图1所示,为检测系统实验室调试及现场调试。

图1检测系统实验室调试及现场调试图

  该系统解决的技术问题是提供一种面向岩性的岩屑在线自然伽玛录井仪及其录井方法,其解决了自然伽玛录井过程中的全自动化处理、在线检测、实时传输、本底噪声扣除和检测资源数字共享等问题,且降低成本,实现实时监控和正确传输,得到与钻井深度――对应的地层自然伽玛曲线。如图2所示,为江汉钻井陵72斜测量的GR数据与钻时对应的数据资料。

图2江汉陵72斜井的GR数据与钻时对应的数据资料

知识产权及应用情况:

  面向自然伽玛特性的钻井岩屑地面地层特性重构系统,前期投入一百五十余万元,已经完成了钻井现场的第一阶段的验证性测试。

  申报国家发明专利一项,发明名称“面向岩性的岩屑在线自然伽玛录井仪及其录井方法”,专利公开号为:CN103628869A;申报了一项实用新型专利,专利证书如图3所示。

图3 实用新型专利证书

 

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