專利名稱：中子伽馬測井儀及其用于確定剩余油飽和度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油井測井儀器，以及將其用于確定產(chǎn)油層中剩余油飽和度的方法。
背景技術(shù)：
剩余油飽和度是衡量油藏開采程度的重要參數(shù)。對(duì)于套管井含水飽和度上升的產(chǎn)層，目前已采用注硼(釓)中子壽命測井法，使用中子壽命測井儀確定產(chǎn)油層中的剩余油飽和度。中子壽命測井儀利用油、水對(duì)熱中子俘獲截面的差別來確定剩余油飽和度。儀器主要包括中子發(fā)生器、遠(yuǎn)近伽瑪探測器、接箍磁定位器以及電路系統(tǒng)，中子發(fā)生器使用中子管作為脈沖中子源，中子管價(jià)格高且是消耗器件，這就造成該儀器整體價(jià)格昂貴，造價(jià)達(dá)百萬元以上。用于確定剩余油飽和度時(shí)還需做煩瑣的參數(shù)換算，致使測井成本較高。且注硼(釓)中子壽命測井施工中，跟蹤測量次數(shù)少，致使測量誤差較大，難以得到準(zhǔn)確的解釋結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，造價(jià)相對(duì)低廉的測井儀，將其用于剩余油開采中可以提高測量準(zhǔn)確度，測井成本大為降低，從而易于推廣應(yīng)用。
為此，本發(fā)明提供一種中子伽馬測井儀，其特征在于包括電纜頭、接箍定位器、伽瑪探測器、屏蔽體、散射體、中子源室、中子源桿、快速接頭以及電路控制系統(tǒng)；所述伽馬探測器內(nèi)置有閃爍計(jì)數(shù)器；所述中子源室內(nèi)置有Am-Be中子源；所述電纜頭、接箍定位器、伽瑪探測器、屏蔽體、散射體之間通過螺紋依次連接，散射體與中子源室之間通過球頭連接，中子源室與中子源桿、快速接頭之間通過螺紋依次連接；所述電路系統(tǒng)包括低壓電路、高壓電路、伽馬探測器、前置電路、整形復(fù)合電路、電纜驅(qū)動(dòng)電路和接箍定位電路；所述低壓電路將電纜輸入電源處理成直流源，供給高壓電路、前置電路、整形復(fù)合電路、電纜驅(qū)動(dòng)電路和接箍定位電路，所述高壓電路為伽馬探測器提供高壓電源，所述伽馬探測器的輸出信號(hào)經(jīng)前置電路放大，與接箍定位電路的輸出信號(hào)一起經(jīng)整形復(fù)合電路進(jìn)行信號(hào)合成，再經(jīng)電纜驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大和阻抗匹配后，經(jīng)電纜頭通過電纜送到測井地面儀器。
所述中子源中點(diǎn)至閃爍計(jì)數(shù)器中點(diǎn)之間的距離為550mm。
所述中子伽馬測井儀的外徑為45mm，長度為2620mm。
本發(fā)明還提供了將上述中子伽馬測井儀用于確定產(chǎn)油層中剩余油飽和度的方法，包括如下步驟(1)對(duì)中子伽馬測井儀進(jìn)行檢查檢查儀器時(shí)不安裝中子源室，給儀器提供直流電壓，若接箍定位電路和伽馬探測器輸出脈沖信號(hào)，說明儀器工作正常；(2)安裝中子源室將中子源桿與中子源室進(jìn)行螺紋連接后，迅速將中子源室從中子源罐中拔出，并與中子伽馬測井儀的其它部分連接后，及時(shí)將中子伽馬測井儀下入井中；(3)測量中子伽馬基線將中子伽馬測井儀下到井底，座落在油管底端的單流閥上，然后緩慢地上提測井儀器，當(dāng)出現(xiàn)接箍定位器、伽瑪探測器的信號(hào)時(shí)，保持800m/h測速上提測量中子伽馬基線，直到測量井段上部20m，測出第一條基線；然后將儀器再次下到井底，重復(fù)測量基線，當(dāng)兩條基線重復(fù)性達(dá)到要求時(shí)，將儀器下到井底，等待注釓示蹤劑水溶液；(4)注釓示蹤劑水溶液將預(yù)先配制好的濃度為1.0％或0.75％的釓示蹤劑水溶液從油管注入井中，再注入清水，控制適當(dāng)?shù)淖⑷雺毫Γ员ＷC示蹤劑水溶液向水淹層和水淹部位擴(kuò)散和滲透，形成高俘獲截面區(qū)；同時(shí)確保與測量井段對(duì)應(yīng)的油管內(nèi)和油套管環(huán)形空間充滿釓示蹤劑水溶液，以使測井曲線基值穩(wěn)定；(5)測井曲線校深將測得的中子伽馬基線與完井測井組合圖中的曲線進(jìn)行對(duì)比，校準(zhǔn)地層深度并標(biāo)識(shí)出射孔層段；(6)測量中子伽馬滲釓示蹤曲線進(jìn)行3～5次實(shí)時(shí)跟蹤測量，將逐次測量的滲釓示蹤曲線與基線疊合，觀察在射孔層段中子伽馬計(jì)數(shù)率值的變化；(7)測量泄壓后滲釓示蹤曲線將套管閘門打開泄壓，再測1～2條滲釓示蹤曲線，觀察在各射孔層段計(jì)數(shù)率值的變化，以確認(rèn)高壓出水層、主力出水層及竄槽；(8)卸中子源室測井完畢，將中子伽馬測井儀從井口吊出，拆卸中子源室，將中子源室迅速插入中子源罐，并交回源庫。
(9)計(jì)算剩余油飽和度根據(jù)所測的中子伽馬基線及選擇出的滲釓示蹤曲線，進(jìn)行測井資料處理解釋，計(jì)算產(chǎn)油層的剩余油飽和度，并確定水淹層。
本發(fā)明的有益效果在于與目前使用較多的中子壽命測井儀相比，本發(fā)明中子伽馬測井儀結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好；且測井速度快，在滲釓示蹤劑后能多次進(jìn)行跟蹤測量，從而提供可靠的測井資料，確保解釋結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明中子伽馬測井儀的放射源為Am-Be中子源，半衰期長，因此儀器的使用壽命長，使得儀器的造價(jià)和測井費(fèi)用大為降低，從而易于推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明中子伽馬測井儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中子伽馬測井儀的電路系統(tǒng)框圖；圖3為本發(fā)明中子伽馬測井儀的中子源室裝于中子源罐中的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
圖1所示為本發(fā)明中子伽馬測井儀的結(jié)構(gòu)示意圖，包括電纜頭1、接箍定位器2、伽瑪探測器3、屏蔽體4、散射體5、中子源室6、中子源桿7、快速接頭8。伽馬探測器3內(nèi)置有閃爍計(jì)數(shù)器9，中子源室6內(nèi)置有Am-Be中子源10，Am-Be中子源10至伽馬探頭9之間的距離為550mm。中子伽馬測井儀的外徑為45mm，總長度為2620mm。電纜頭1、接箍定位器2、伽瑪探測器3、屏蔽體4、散射體5之間通過螺紋依次連接，散射體5與中子源室6之間通過快速接頭11連接，中子源室6與中子源桿7、快速接頭8之間通過螺紋依次連接。
圖2所示為本發(fā)明中子伽馬測井儀的電路系統(tǒng)框圖。由圖中可見，電路控制系統(tǒng)包括低壓電路、高壓電路、伽馬探測器、前置電路、整形復(fù)合電路、電纜驅(qū)動(dòng)電路和接箍定位電路；所述低壓電路將電纜輸入電源處理成直流源，供給高壓電路、前置電路、整形復(fù)合電路、電纜驅(qū)動(dòng)電路和接箍定位電路，所述高壓電路為伽馬探測器提供高壓電源，所述伽馬探測器的輸出信號(hào)經(jīng)前置電路放大，與接箍定位電路的輸出信號(hào)一起經(jīng)整形復(fù)合電路進(jìn)行信號(hào)合成，再經(jīng)電纜驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大和阻抗匹配后，經(jīng)電纜頭通過電纜送到測井地面儀器。
圖3所示為本發(fā)明中子伽馬測井儀的中子源室裝于中子源罐中的結(jié)構(gòu)示意圖。由于Am-Be中子源具有放射性，因此Am-Be中子源平時(shí)置于填充石蠟的金屬罐內(nèi)，防止中子向外輻射，當(dāng)需要測井時(shí)才安裝在中子伽馬測井儀上，立即下入井中。如圖所示，中子源罐12的頂部設(shè)有罐蓋13及把手14，中子源室6如圖所示置于中子源罐12內(nèi)。當(dāng)需要安裝中子源室6時(shí)，通過螺紋15迅速將中子源桿7與中子源室6進(jìn)行螺紋連接，將中子源室6從中子源罐12中拔出，并與中子伽馬測井儀的其它部分通過快速接頭11連接。
權(quán)利要求
1.一種中子伽馬測井儀，其特征在于包括電纜頭、接箍定位器、伽瑪探測器、屏蔽體、散射體、中子源室、中子源桿、快速接頭以及電路控制系統(tǒng)；所述伽馬探測器內(nèi)置有閃爍計(jì)數(shù)器；所述中子源室內(nèi)置有Am-Be中子源；所述電纜頭、接箍定位器、伽瑪探測器、屏蔽體、散射體之間通過螺紋依次連接，散射體與中子源室之間通過快速接頭連接，中子源室與中子源桿、快速接頭之間通過螺紋依次連接；所述電路系統(tǒng)包括低壓電路、高壓電路、伽馬探測器、前置電路、整形復(fù)合電路、電纜驅(qū)動(dòng)電路和接箍定位電路；所述低壓電路將電纜輸入電源處理成直流源，供給高壓電路、前置電路、整形復(fù)合電路、電纜驅(qū)動(dòng)電路和接箍定位電路，所述高壓電路為伽馬探測器提供高壓電源，所述伽馬探測器的輸出信號(hào)經(jīng)前置電路放大，與接箍定位電路的輸出信號(hào)一起經(jīng)整形復(fù)合電路進(jìn)行信號(hào)合成，再經(jīng)電纜驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大和阻抗匹配后，送至電纜頭向地面?zhèn)鬏敗?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子伽馬測井儀，其特征在于所述中子源中點(diǎn)至閃爍計(jì)數(shù)器中點(diǎn)之間的距離為550mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子伽馬測井儀，其特征在于所述中子伽馬測井儀的外徑為45mm，長度為2620mm。
4.一種確定油井中剩余油飽和度的方法，包括如下步驟(1)對(duì)權(quán)利要求1所述的中子伽馬測井儀進(jìn)行檢查檢查儀器時(shí)不安裝中子源室，給儀器提供直流電壓，若接箍定位電路和伽馬探測器輸出脈沖信號(hào)，說明儀器工作正常；(2)安裝中子源室將中子源桿與中子源室進(jìn)行螺紋連接后，迅速將中子源室從中子源罐中拔出，并與中子伽馬測井儀的其它部分連接后，及時(shí)將中子伽馬測井儀下入井中；(3)測量中子伽馬基線將中子伽馬測井儀下到井底，座落在油管底端的單流閥上，然后緩慢地上提測井儀器，當(dāng)出現(xiàn)接箍定位器、伽瑪探測器的信號(hào)時(shí)，保持800m/h測速上提測量中子伽馬基線，直到測量井段上部20m，測出第一條基線；然后將儀器再次下到井底，重復(fù)測量基線，當(dāng)兩條基線重復(fù)性達(dá)到要求時(shí)，將儀器下到井底，等待注釓示蹤劑水溶液；(4)注釓示蹤劑水溶液將預(yù)先配制好的濃度為1.0％或0.75％的釓示蹤劑水溶液從油管注入井中，再注入清水，控制適當(dāng)?shù)淖⑷雺毫Γ员ＷC示蹤劑水溶液向水淹層和水淹部位擴(kuò)散和滲透，形成高俘獲截面區(qū)，而不能驅(qū)走產(chǎn)層中的油或水；同時(shí)確保與測量井段對(duì)應(yīng)的油管內(nèi)和油套管環(huán)形空間充滿釓示蹤劑水溶液，以使測井曲線基值穩(wěn)定；(5)測井曲線校深將測得的中子伽馬基線與完井測井組合圖中的曲線進(jìn)行對(duì)比，校準(zhǔn)地層深度并標(biāo)識(shí)出射孔層段；(6)測量中子伽馬滲釓示蹤曲線進(jìn)行3～5次實(shí)時(shí)跟蹤測量，將逐次測量的滲釓示蹤曲線與基線疊合，觀察在射孔層段中子伽馬計(jì)數(shù)率值的變化；(7)測量泄壓后滲釓示蹤曲線將套管閘門打開泄壓，再測1～2條滲釓示蹤曲線，觀察在各射孔層段計(jì)數(shù)率值的變化，以確認(rèn)高壓出水層、主力出水層及竄槽；(8)卸中子源室測井完畢，將中子伽馬測井儀從井口吊出，拆卸中子源室，將中子源室迅速插入中子源罐，并交回源庫；(9)計(jì)算剩余油飽和度根據(jù)所測的中子伽馬基線及選擇出的滲釓示蹤曲線，進(jìn)行測井資料處理解釋，計(jì)算產(chǎn)油層的剩余油飽和度，并確定水淹層。
全文摘要
一種中子伽馬測井儀，包括電纜頭、接箍定位器、伽馬探測器、屏蔽體、散射體、中子源室、中子源桿、快速接頭以及電路系統(tǒng)，伽馬探測器內(nèi)置有閃爍計(jì)數(shù)器，中子源室內(nèi)置有Am－Be中子源。本發(fā)明還提供了將上述中子伽馬測井儀用于確定油井中剩余油飽和度的方法，包括對(duì)中子伽馬測井儀進(jìn)行檢查，安裝中子源室，測量中子伽馬基線，注釓示蹤劑水溶液，測井曲線校深，測量中子伽馬滲釓示蹤曲線，測量泄壓后滲釓示蹤曲線以及卸中子源室。本發(fā)明與目前使用較多的中子壽命測井儀相比，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，測井速度快，結(jié)果可靠，其放射源使用Am－Be中子源，半衰期長，因此儀器的使用壽命長，使得儀器的造價(jià)和測井費(fèi)用大為降低，從而易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)E21B49/08GK101029569SQ200710064808
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者姜文達(dá), 殷國才 申請(qǐng)人:姜文達(dá)