π存儲式測井系統的製作方法
2023-11-04 02:06:12 7
π存儲式測井系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種π存儲式測井系統，包括地面系統和井下儀器串，地面系統包括工控機，井下儀器串包括上下組裝相連的鑽具、鑽杆，鑽杆內從上至下依次組裝連接有上懸掛器、第一電源短節、存儲控制短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀、第二電源短節、數字聲波測井儀、六臂井徑儀、第三電源短節、電阻率測井儀、伸縮短節、下懸掛器，上懸掛器與鑽具相連，第一電源短節與上懸掛器之間經上懸掛器上的釋放器實現銷接。本實用新型一次下井可完成所有常規測井項目，測井效率高，測井成功率高，測井安全性高，測井成本低。
【專利說明】π存儲式測井系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種π存儲式測井系統，屬於石油勘探測井領域。
【背景技術】
[0002]隨著油田進入中後期開發階段，油井逐漸加深，注水井壓力逐年上升。目前普遍採用電纜測井系統對油井進行勘探，涉及到的系統有常規三參數測井系統、隨鑽測井系統、鑽杆輸送測井系統等。這些測井系統各自具有不同的優點，一次下井都可實現對電阻率、聲波傳播速度、中子孔隙度、巖性密度、自然伽瑪等地層測井資料進行採集，但是，它們卻共同具有如下缺點:1、這些測井系統在測井過程中由於裸露在外面的電纜在測井過程中極易損壞，且容易在井下發生堆積，易引發嚴重的井下事故，風險大。2、這些測井系統的井下儀器串可採用兩種數據傳輸方式:一種是井下儀器串中的各個儀器將自身測得的測井數據經由電纜實時傳送到地上，存在因電纜損壞而發生數據丟失等缺點。另一種是井下儀器串中的各儀器進行單獨存儲，這種單獨存儲的方式使得當井下儀器串返回到地面後，需要逐個對每個儀器內的測井數據進行讀取作業，十分繁瑣，並且，每一儀器需要設置存儲器(需配設電源)，這使得井下儀器串的成本大大增加。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在於提供一種π存儲式測井系統，該系統一次下井可完成所有常規測井項目，測井效率高，測井成功率高，測井安全性高，測井成本低。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案:
[0005]一種π存儲式測井系統，其特徵在於:它包括地面系統和井下儀器串，地面系統包括工控機，井下儀器串包括上下組裝相連的鑽具、鑽杆，在鑽杆內從上至下依次組裝連接有上懸掛器、第一電源短節、存儲控制短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀、第二電源短節、數字聲波測井儀、六臂井徑儀、第三電源短節、電阻率測井儀、伸縮短節、下懸掛器，上懸掛器與鑽具相連，第一電源短節與上懸掛器之間經由上懸掛器上安裝的釋放器實現銷接，鑽杆內的第一電源短節、存儲控制短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀、第二電源短節、數字聲波測井儀、六臂井徑儀、第三電源短節、電阻率測井儀經由釋放器可沿鑽杆軸向被推出鑽杆並懸掛在下懸掛器的瓶頸結構上進行測井，其中:存儲控制短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀的供電端分別與第一電源短節的輸出端連接，數字聲波測井儀、六臂井徑儀的供電端分別與第二電源短節的輸出端連接，電阻率測井儀的供電端與第三電源短節的輸出端連接，第一電源短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀、第二電源短節、數字聲波測井儀、六臂井徑儀、第三電源短節、電阻率測井儀的信號傳輸端分別與存儲控制短節的相應信號傳輸端連接。
[0006]所述存儲控制短節包括控制器、存儲器，存儲器的信號端、所述第一電源短節、所述溫度/張力/泥漿電阻率儀、所述伽馬能譜測井儀、所述補償中子測井儀、所述巖性密度測井儀、所述第二電源短節、所述數字聲波測井儀、所述六臂井徑儀、所述第三電源短節、所述電阻率測井儀的信號傳輸端分別與控制器的相應信號端連接。
[0007]所述第一電源短節、所述第二電源短節、所述第三電源短節包括電池。
[0008]所述數字聲波測井儀的上、下分別設有上四臂扶正器、下四臂扶正器。
[0009]所述電阻率測井儀為感應測井儀，或者所述電阻率測井儀為雙側向測井儀和八側向測井儀。
[0010]所述存儲控制短節與所述溫度/張力/泥漿電阻率儀之間安裝有柔性短節和旋轉短節。
[0011]所述釋放器為數控式釋放器或機械式釋放器，其中:當所述釋放器為數控式釋放器時，數控式釋放器上安裝有脈衝壓力檢測電路，數控式釋放器、脈衝壓力檢測電路的供電端與所述第一電源短節的輸出端連接，數控式釋放器、脈衝壓力檢測電路的信號傳輸端與所述存儲控制短節的相應信號傳輸端連接。
[0012]本實用新型的優點是:
[0013]1、井下儀器串的各個儀器通過串中電纜即可將測得的測井數據存儲到存儲控制短節內，待井下儀器串返回地面後再從存儲控制短節中集中讀取到工控機，省去了為各個儀器配設存儲器以及電源的成本，且確保了數據傳輸與讀取的準確可靠性，操作便捷。
[0014]2、本實用新型省去了電纜，避免了因電纜損壞或在井下發生堆積而引發井下事故的情形發生，測井成功率高，測井安全性高。
[0015]3、根據所測井眼大小需求，可選用常規鑽杆或專用鑽杆。本實用新型只需要鑽井隊提供吊放設備便可進行測井作業，測井佔用面積小，測井操作簡單，測井成本低，僅為常規測井成本的50%?70%。
[0016]4、本實用新型還可在高壓、有害氣體等惡劣環境下進行常規電纜測井難以實現的測井作業。
[0017]5、本實用新型一次下井可完成所有常規測井項目，測井效率高，井下儀器串可對地層電阻率、聲波傳播速度、放射性補償中子孔隙度、放射性巖性密度、放射性自然伽瑪等地層測井資料進行採集，為儲集層評價提供依據。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的組成示意圖。
[0019]圖2是本實用新型中的井下儀器串的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1和圖2所示，本實用新型π存儲式測井系統包括地面系統和井下儀器串100，地面系統包括工控機400，井下儀器串100包括上下組裝相連的鑽具101、鑽杆(圖中未標出)，在鑽杆內從上至下依次組裝連接有上懸掛器102、第一電源短節104、存儲控制短節105、溫度/張力/泥漿電阻率儀108、伽馬能譜測井儀109、補償中子測井儀110、巖性密度測井儀111、第二電源短節112、數字聲波測井儀113、六臂井徑儀114、第三電源短節115、電阻率測井儀116、伸縮短節117、下懸掛器118，上懸掛器102與鑽具101相連，第一電源短節104與上懸掛器102之間經由上懸掛器102上安裝的釋放器103實現銷接，鑽杆內的第一電源短節104、存儲控制短節105、溫度/張力/泥漿電阻率儀108、伽馬能譜測井儀109、補償中子測井儀110、巖性密度測井儀111、第二電源短節112、數字聲波測井儀113、六臂井徑儀114、第三電源短節115、電阻率測井儀116經由釋放器103的釋放作用可沿鑽杆軸向被推出鑽杆並懸掛在下懸掛器118的瓶頸結構上進行測井，其中:存儲控制短節105、溫度/張力/泥漿電阻率儀108、伽馬能譜測井儀109、補償中子測井儀110、巖性密度測井儀111的供電端分別與第一電源短節104的輸出端連接，數字聲波測井儀113、六臂井徑儀114的供電端分別與第二電源短節112的輸出端連接，電阻率測井儀116的供電端與第三電源短節115的輸出端連接，第一電源短節104、溫度/張力/泥漿電阻率儀108、伽馬能譜測井儀109、補償中子測井儀110、巖性密度測井儀111、第二電源短節112、數字聲波測井儀113、六臂井徑儀114、第三電源短節115、電阻率測井儀116的信號傳輸端分別與存儲控制短節105的相應信號傳輸端連接。
[0021]如圖1，地面系統還可包括印表機500，印表機500經由集線器300與工控機400的相應1端連接。
[0022]在本實用新型中，地面系統為本領域的公知系統，其還可設計有其它設備，具體構成不在這裡贅述。
[0023]在實際設計中，存儲控制短節105可包括控制器、存儲器，存儲器的信號端、第一電源短節104、溫度/張力/泥漿電阻率儀108、伽馬能譜測井儀109、補償中子測井儀110、巖性密度測井儀111、第二電源短節112、數字聲波測井儀113、六臂井徑儀114、第三電源短節115、電阻率測井儀116的信號傳輸端分別與控制器的相應信號端連接。
[0024]在實際設計中，第一電源短節104、第二電源短節112、第三電源短節115包括電池。數字聲波測井儀113的上、下分別設有上四臂扶正器、下四臂扶正器(圖中未示出)。
[0025]如圖2，在實際設計中，若井下儀器串100過長，存儲控制短節105與溫度/張力/泥漿電阻率儀108之間可安裝有柔性短節106和旋轉短節107。
[0026]在實際使用時，可根據用戶需求來選定電阻率測井儀116的構成。在本實用新型中，電阻率測井儀116有兩種構成，一種是電阻率測井儀116為感應測井儀(感應模式)，另一種是電阻率測井儀116為雙側向測井儀和八側向測井儀(側向模式)。
[0027]在實際設計中，釋放器103可為數控式釋放器或機械式釋放器。當釋放器103為數控式釋放器時，數控式釋放器上安裝有脈衝壓力檢測電路(圖中未示出)，數控式釋放器、脈衝壓力檢測電路的供電端與第一電源短節104的輸出端連接，數控式釋放器、脈衝壓力檢測電路的信號傳輸端與存儲控制短節105的相應信號傳輸端連接。
[0028]下面對井下儀器串100中的各儀器進行簡單介紹:
[0029]鑽具101:用於將井下儀器串順利下放至井底。
[0030]上懸掛器102:用於將各儀器懸掛固定於其下方。
[0031]釋放器103:用於將鑽杆內的各儀器(除上懸掛器102、伸縮短節117、下懸掛器118)沿鑽杆軸向釋放到鑽杆外部，以使相關儀器進行測量作業。
[0032]脈衝壓力檢測電路:用於檢測井中泥漿壓力脈衝信號。
[0033]第一電源短節104:其受存儲控制短節105的控制器控制，開始或停止向井下儀器串100中與其相連的各儀器供電。
[0034]存儲控制短節105:其主要用於預先存儲工控機400下達的測量指令、接收並存儲各儀器測量得到的測井數據。存儲控制短節105包括控制器、存儲器，其中:控制器用於控制各儀器工作，接收各儀器測量得到的測井數據；存儲器用於存儲工控機400下達的測量指令、存儲各儀器測量得到的測井數據以及預設參數。
[0035]柔性短節106:主要用於柔性連接上下儀器，適用於斜井施工，有利於井下儀器串100通過斜度變化較大的井眼。
[0036]旋轉短節107:其相對於上下儀器可以相對旋轉，以起到防止打扭的作用，確保安全性。
[0037]溫度/張力/泥漿電阻率儀108:其主要用於測量鋼絲繩的張力、泥漿電阻率和井眼溫度。
[0038]伽馬能譜測井儀109:對伽馬射線的能量進行分類，充分利用地層所提供的信息來確定地層中鈾、釷、鉀的含量。
[0039]補償中子測井儀110:主要用於測量放射性補償中子孔隙度。補償中子測井儀是一種孔隙度測井儀，儀器讀數可反映地層的含氫量。在孔隙性地層中，骨架物質的含氫量可以忽略，而孔隙空間通常充滿水或石油，兩者的含氫量近似相等。因此，通過測量地層含氫的數量可以間接確定地層孔隙度。
[0040]巖性密度測井儀111:主要用於測量放射性巖性密度。
[0041]第二電源短節112:其受存儲控制短節105的控制器控制，開始或停止向井下儀器串100中與其相連的各儀器供電。
[0042]數字聲波測井儀113:其是用於套管井的一種檢查和評價水泥固井工程質量的聲波測井儀器，主要任務是檢查套管和地層間水泥的膠結質量，包括第一膠結面的膠結質量一水泥環和套管間的膠結情況，第二膠結面膠結質量一水泥環和地層間的膠結情況。同時，水泥返高、水泥抗壓強度和套管破裂等有關固井工程質量問題也是評價內容。在裸眼井中，聲波測井儀器可測量井眼周圍地層介質的聲學特性，如地層中的聲傳播速度、地層介質對聲能量的衰減特性等。
[0043]上、下四臂扶正器:用於對數字聲波測井儀進行上下固定。
[0044]六臂井徑儀114:主要用於測量井徑。
[0045]第三電源短節115:其受存儲控制短節105的控制器控制，開始或停止向井下儀器串100中與其相連的各儀器供電。
[0046]感應測井儀:主要用於測量地層的陣列感應電阻率。
[0047]雙側向測井儀:主要用於測量深、淺雙側向電阻率。
[0048]八側向測井儀:其主要用於測量地層真電阻率、衝洗帶電阻率、侵入帶電阻率，進而計算出滲透率、含水飽和度等參數，確定巖性、劃分油水層。其探測深度淺，縱向分層能力較強。
[0049]伸縮短節117:避免儀器觸底損壞。
[0050]下懸掛器118:配合上懸掛器102使用，用於將各儀器固定於其上方。
[0051]在本實用新型中，鑽具101、上懸掛器102、釋放器103、存儲控制短節105、脈衝壓力檢測電路、溫度/張力/泥漿電阻率儀108、伽馬能譜測井儀109、補償中子測井儀110、巖性密度測井儀111、數字聲波測井儀113、六臂井徑儀114、雙側向測井儀、八側向測井儀、感應測井儀、伸縮短節117、下懸掛器118、上、下四臂扶正器、柔性短節、旋轉短節、鑽杆等均為本領域的已有儀器或屬於本領域的熟知技術，故其具體構成不在這裡詳述，並且，在上述描述中，相關儀器間的具體連接方式也為本領域的熟知技術，在這裡不再贅述。
[0052]使用前，先進行參數預設。通過臨時連接電纜，將井下儀器串100的存儲控制短節105的控制器與工控機400相連，使其兩者進行通信，對存儲控制短節105與工控機400進行時鐘校準，使兩者時鐘同步，並且，工控機400向存儲控制短節105傳送測量指令和預設泥漿壓力脈衝值，由存儲器存儲。
[0053]當預設好參數後，便可開始使用，經由吊放設備按設定速度向灌有泥漿的井中下放井下儀器串100，井下儀器串100邊下放邊充分循環泥漿。當井下儀器串100下放到井底時，此時脈衝壓力檢測電路會檢測到實際泥漿壓力脈衝值已達到預設泥漿壓力脈衝值，此時控制器向數控式釋放器發出釋放命令，數控式釋放器將卡銷收起，加大泵壓即可將鑽杆中的各相關儀器推出(推出的儀器從伸縮短節117、下懸掛器118中空腔內穿過，泵壓突降時表明各儀器被推出鑽杆)，並且藉由下懸掛器118的瓶頸結構，推出的儀器被懸掛在下懸掛器118下方，準備進行測井。若為機械式釋放器，則當井下儀器串100下放到井底時，投球切斷機械式釋放器的卡銷，於是加大泵壓將鑽杆中的各相關儀器推出，並藉由下懸掛器118的瓶頸結構，推出的儀器被懸掛在下懸掛器118下方，準備進行測井。
[0054]當各相關儀器被推出鑽杆後，控制器控制第一、第二、第三電源短節104、112、115開啟，各儀器得電，同時，控制器從存儲器讀出其內預先存儲的測量指令，將測量指令下達給井下儀器串100內的各儀器(此處指具有測量功能的儀器)。於是，井下儀器串100便以預設速度(如9米/分鐘)被勻速提升，同時各儀器進行測量作業。在各儀器進行測量作業的同時，各儀器會將各自測得的測井數據傳送給控制器，進而由存儲器存儲。
[0055]當井下儀器串100返回井口時，控制器控制各儀器停止測量作業。在地面上，令控制器與工控機400相連，將存儲器中存儲的測井數據(地層參數——時間對應數據)經由臨時連接電纜傳送給工控機400，由此工控機400結合自身記錄的深度——時間對應數據，來繪製出各種測井曲線(如地層參數——深度對應關係曲線)，以及計算求得各分層的油氣水含量等數值，為油田動態監測提供準確的測井資料。
[0056]本實用新型的優點是:
[0057]1、井下儀器串的各個儀器通過串中電纜即可將測得的測井數據存儲到存儲控制短節內，待井下儀器串返回地面後再從存儲控制短節中集中讀取到工控機，省去了為各個儀器配設存儲器以及電源的成本，且確保了數據傳輸與讀取的準確可靠性，操作便捷。
[0058]2、本實用新型省去了電纜，避免了因電纜損壞或在井下發生堆積而引發井下事故的情形發生，測井成功率高，測井安全性高。
[0059]3、根據所測井眼大小需求，可選用常規鑽杆或專用鑽杆。本實用新型只需要鑽井隊提供吊放設備便可進行測井作業，測井佔用面積小，測井操作簡單，測井成本低，僅為常規測井成本的50%?70%。
[0060]4、本實用新型還可在高壓、有害氣體等惡劣環境下進行常規電纜測井難以實現的測井作業。
[0061]5、本實用新型一次下井可完成所有常規測井項目，測井效率高，井下儀器串可對地層電阻率、聲波傳播速度、放射性補償中子孔隙度、放射性巖性密度、放射性自然伽瑪等地層測井資料進行採集，為儲集層評價提供依據。
[0062] 以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術原理，對於本領域的技術人員來說，在不背離本實用新型的精神和範圍的情況下，任何基於本實用新型技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬於本實用新型保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種π存儲式測井系統，其特徵在於:它包括地面系統和井下儀器串，地面系統包括工控機，井下儀器串包括上下組裝相連的鑽具、鑽杆，在鑽杆內從上至下依次組裝連接有上懸掛器、第一電源短節、存儲控制短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀、第二電源短節、數字聲波測井儀、六臂井徑儀、第三電源短節、電阻率測井儀、伸縮短節、下懸掛器，上懸掛器與鑽具相連，第一電源短節與上懸掛器之間經由上懸掛器上安裝的釋放器實現銷接，鑽杆內的第一電源短節、存儲控制短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀、第二電源短節、數字聲波測井儀、六臂井徑儀、第三電源短節、電阻率測井儀經由釋放器可沿鑽杆軸向被推出鑽杆並懸掛在下懸掛器的瓶頸結構上進行測井，其中: 存儲控制短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀的供電端分別與第一電源短節的輸出端連接，數字聲波測井儀、六臂井徑儀的供電端分別與第二電源短節的輸出端連接，電阻率測井儀的供電端與第三電源短節的輸出端連接，第一電源短節、溫度/張力/泥漿電阻率儀、伽馬能譜測井儀、補償中子測井儀、巖性密度測井儀、第二電源短節、數字聲波測井儀、六臂井徑儀、第三電源短節、電阻率測井儀的信號傳輸端分別與存儲控制短節的相應信號傳輸端連接。
2.如權利要求1所述的η存儲式測井系統，其特徵在於: 所述存儲控制短節包括控制器、存儲器，存儲器的信號端、所述第一電源短節、所述溫度/張力/泥漿電阻率儀、所述伽馬能譜測井儀、所述補償中子測井儀、所述巖性密度測井儀、所述第二電源短節、所述數字聲波測井儀、所述六臂井徑儀、所述第三電源短節、所述電阻率測井儀的信號傳輸端分別與控制器的相應信號端連接。
3.如權利要求1所述的η存儲式測井系統，其特徵在於: 所述第一電源短節、所述第二電源短節、所述第三電源短節包括電池。
4.如權利要求1所述的η存儲式測井系統，其特徵在於: 所述數字聲波測井儀的上、下分別設有上四臂扶正器、下四臂扶正器。
5.如權利要求1所述的η存儲式測井系統，其特徵在於: 所述電阻率測井儀為感應測井儀，或者所述電阻率測井儀為雙側向測井儀和八側向測井儀。
6.如權利要求1所述的η存儲式測井系統，其特徵在於: 所述存儲控制短節與所述溫度/張力/泥漿電阻率儀之間安裝有柔性短節和旋轉短節。
7.如權利要求1所述的η存儲式測井系統，其特徵在於: 所述釋放器為數控式釋放器或機械式釋放器，其中:當所述釋放器為數控式釋放器時，數控式釋放器上安裝有脈衝壓力檢測電路，數控式釋放器、脈衝壓力檢測電路的供電端與所述第一電源短節的輸出端連接，數控式釋放器、脈衝壓力檢測電路的信號傳輸端與所述存儲控制短節的相應信號傳輸端連接。
【文檔編號】E21B47/26GK204126640SQ201420594863
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優先權日:2014年10月15日
【發明者】陳為民 申請人:北京捷威思特科技有限公司