一種測井儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種測井儀，屬于測井技術領域。所述測井儀包括：承壓筒、電路板安裝塊、電路板、下接頭、中子發(fā)生器、密封堵頭、至少兩個近伽馬探測器、至少兩個遠伽馬探測器、屏蔽體和方位確定裝置。本實用新型通過至少兩個近伽馬探測器和至少兩個遠伽馬探測器分別沿承壓筒的周向設置，且相鄰兩個近伽馬探測器之間和相鄰兩個遠伽馬探測器之間分別設有屏蔽體，從而可通過至少兩個近伽馬探測器中的每個近伽馬探測器和與之相應的遠伽馬探測器檢測油層某一層段中的某一方位上的剩余油飽和度，剩余油飽和度的測量精度較高。
【專利說明】
一種測井儀
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及測井技術領域，特別涉及一種測井儀。
【背景技術】
[0002]在油田進行二次采油或三次采油過程中，為保證油氣采收率，需要對油田的剩余油飽和度進行測量，以了解油層水淹程度和油、水的分布狀況等信息，并根據(jù)上述信息提出油層的后期開發(fā)方案。其中，用于測量剩余油飽和度的儀器通常為碳氧比測井儀。
[0003]目前的碳氧比測井儀包括承壓筒、中子發(fā)生器、近伽馬探測器和遠伽馬探測器，其中，中子發(fā)生器、近伽馬探測器、遠伽馬探測器和電子線路分別設置在承壓筒內部，且近伽馬探測器和遠伽馬探測器依次設置在中子發(fā)生器的一側。測量剩余油飽和度時，中子發(fā)生器發(fā)射高能中子，高能中子通過地層衰減成為熱中子，熱中子通過元素俘獲產生伽馬射線，近伽馬探測器和遠伽馬探測器分別探測伽馬射線，通過對遠伽馬探測器和近伽馬探測器輸出的脈沖進行能量譜處理，可計算得到碳氧比值，由于地層中為水時碳氧比值較小，而地層中為油時碳氧比值較大，因此可通過碳氧比值計算出地層的剩余油飽和度。
[0004]在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題:
[0005]由于地層不同方位的剩余油飽和度可能不同，如水平井和大斜度井等，其上方的剩余油飽和度和下方的剩余油飽和度不一定相同，需要采取的開發(fā)方案也不一定相同，而現(xiàn)有的碳氧比測井儀只能測出地層某一層段整體的剩余油飽和度，而無法測出該層段不同方位上的剩余油飽和度，剩余油飽和度的測量精度較低。
【實用新型內容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術的碳氧比測井儀只能測出地層某一層段整體的剩余油飽和度，而無法測出該層段不同方位上的剩余油飽和度，剩余油飽和度的測量精度較低的問題，本實用新型實施例提供了一種測井儀。所述技術方案如下:
[0007]—種測井儀，所述測井儀包括:承壓筒、電路板安裝塊、電路板、下接頭、中子發(fā)生器、密封堵頭、至少兩個近伽馬探測器、至少兩個遠伽馬探測器、屏蔽體和方位確定裝置；
[0008]所述電路板安裝塊設置在所述承壓筒的一端內部，所述電路板安裝塊與所述承壓筒固定連接，所述電路板安裝在所述電路板安裝塊上，且所述測井儀通過所述電路板與單片機數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)和自然伽馬能量譜電連接，所述下接頭設置在所述承壓筒的另一端，且所述下接頭與所述承壓筒固定連接，通過所述電路板安裝塊和所述下接頭與所述承壓筒內部形成第一密閉空間；
[0009]所述中子發(fā)生器設置在所述第一密閉空間內，且所述中子發(fā)生器與所述電路板電連接，所述密封堵頭設置在所述承壓筒內部，且位于所述中子發(fā)生器遠離所述電路板安裝塊的一側，所述密封堵頭和所述下接頭與所述承壓筒內部形成第二密閉空間；
[0010]所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器分別與所述電路板電連接，且所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器均位于所述第二密閉空間內，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器分別沿所述承壓筒的周向設置，相鄰兩個近伽馬探測器之間以及相鄰兩個遠伽馬探測器之間設有所述屏蔽體，且所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器一一對應，所述至少兩個近伽馬探測器中的每個近伽馬探測器位于所述中子發(fā)生器和與之對應的遠伽馬探測器之間；
[0011]所述方位確定裝置設置在所述承壓筒內部，且所述方位確定裝置的位置與所述至少兩個近伽馬探測器中的其中一個近伽馬探測器的位置對應，通過所述方位確定裝置確定所述至少兩個近伽馬探測器中的每個近伽馬探測器的方位。
[0012]具體地，所述每個近伽馬探測器和所述每個遠伽馬探測器均為鍺酸鉍晶體探測器。
[0013]進一步地，所述測井儀還包括保溫筒；
[0014]所述保溫筒設置在所述承壓筒內部，所述保溫筒的一端與所述下接頭固定連接，所述保溫筒的另一端與所述密封堵頭固定連接，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器均設置在所述保溫筒內部。
[0015]進一步地，所述方位確定裝置包括電位器、重錘和連桿；
[0016]所述電位器與所述電路板電連接，且所述電位器位于所述中子發(fā)生器與所述一個近伽馬探測器之間；
[0017]所述重錘通過所述連桿與所述電位器的轉軸連接，所述重錘可通過所述連桿繞所述電位器的轉軸轉動，且所述重錘相對所述電位器的轉軸轉動的角度與所述電位器的電阻值——對應。
[0018]具體地，所述密封堵頭的材料包括鎢、鎳、鐵合金或黃銅。
[0019]具體地，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器的數(shù)量均為四個。
[0020]具體地，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器沿所述承壓筒的周向均勻分布。
[0021]具體地，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器均為碘化鈉晶體探測器。
[0022]具體地，所述屏蔽體的材料包括鎢、鎳、鐵合金或黃銅。
[0023]具體地，所述每個近伽馬探測器與所述中子發(fā)生器的垂直距離在27?34厘米之間，所述每個遠伽馬探測器與所述中子發(fā)生器的垂直距離在48?66厘米之間。
[0024]本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0025]本實用新型通過至少兩個近伽馬探測器和至少兩個遠伽馬探測器分別沿承壓筒的周向設置，且相鄰兩個近伽馬探測器之間和相鄰兩個遠伽馬探測器之間設有屏蔽體，從而可通過至少兩個近伽馬探測器中的每個近伽馬探測器和與之相應的遠伽馬探測器檢測油層某一層段中的某一方位上的剩余油飽和度，剩余油飽和度的測量精度較高。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本實用新型一實施例提供的測井儀的結構示意圖；
[0028]圖2是圖1的A-A向截面的放大示意圖；
[0029]圖3是圖2的B-B向截面的放大示意圖。
[0030]其中:
[0031]I承壓筒，
[0032]2電路板安裝塊，
[0033]3電路板，
[0034]4下接頭，
[0035]5中子發(fā)生器，
[0036]6密封堵頭，
[0037]7方位確定裝置，
[0038]71電位器，
[0039]72 重錘，
[0040]73 連桿，
[0041]8近伽馬探測器，
[0042]9屏蔽體，
[0043]10遠伽馬探測器，
[0044]11保溫筒，
[0045]12緊固螺釘，
[0046]13第一密閉空間，
[0047]14第二密閉空間。
【具體實施方式】
[0048]為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
[0049]如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種測井儀，該測井儀包括:承壓筒1、電路板安裝塊2、電路板3、下接頭4、中子發(fā)生器5、密封堵頭6、至少兩個近伽馬探測器8、至少兩個遠伽馬探測器10、屏蔽體9和方位確定裝置7;
[0050]電路板安裝塊2設置在承壓筒I的一端內部，電路板安裝塊2與承壓筒I固定連接，電路板3安裝在電路板安裝塊2上，且本實用新型實施例提供的測井儀通過電路板3與單片機數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)和自然伽馬能量譜電連接，下接頭4設置在承壓筒I的另一端，且下接頭4與承壓筒I固定連接，通過電路板安裝塊2和下接頭4與承壓筒I內部形成第一密閉空間13；
[0051 ]中子發(fā)生器5設置在第一密閉空間13內，且中子發(fā)生器5與電路板3電連接，密封堵頭6設置在承壓筒I內部，且位于中子發(fā)生器5遠離電路板安裝塊2的一側，密封堵頭6和下接頭4與承壓筒I內部形成第二密閉空間14;
[0052]至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10分別與電路板3電連接，且至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10均位于第二密閉空間14內，至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10分別沿承壓筒I的周向設置，相鄰兩個近伽馬探測器8之間以及相鄰兩個遠伽馬探測器10之間設有屏蔽體9，且至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10—一對應，至少兩個近伽馬探測器8中的每個近伽馬探測器8位于中子發(fā)生器5和與之對應的遠伽馬探測器10之間；
[0053]方位確定裝置7設置在承壓筒I內部，且方位確定裝置7的位置與至少兩個近伽馬探測器8中的其中一個近伽馬探測器8的位置對應，通過方位確定裝置7確定至少兩個近伽馬探測器8中的每個近伽馬探測器8的方位。
[0054]在本實用新型實施例中，電路板3與井口的單片機數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)和自然伽馬能量譜電連接。當需要測量油層的剩余油飽和度時，通過單片機數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)經(jīng)電路板3控制中子發(fā)生器5發(fā)射高能中子，高能中子由承壓筒I的側壁穿出并進入油層中，高能中子在油層中衰減為熱中子，熱中子被油層中的物質俘獲而產生伽馬射線。其中，通過本實用新型獲取剩余油飽和度有如下兩種方式:
[0055]第一，通過獲取中子壽命以獲取剩余油飽和度:中子壽命即為中子從由中子發(fā)生器5中產生到被俘獲而產生伽馬射線的時間間隔，中子壽命與油層中的物質息息相關，本領域技術人員可知，中子在高礦化水中傳播的壽命遠遠短于在油中傳播時的壽命。熱中子被俘獲產生的伽馬射線被近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10檢測到，近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10產生脈沖信號，該脈沖信號通過電路板3發(fā)送至單片機數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)，通過單片機數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)獲取不同時間窗口內的中子壽命，獲取俘獲中子的物質，從而獲取油層中的剩余油飽和度。因此，在油層骨架參數(shù)已知的情況下，可通過測量中子壽命，得到剩余油飽和度。
[0056]第二，通過獲取碳氧比以獲取剩余油飽和度:熱中子被油層俘獲產生的伽馬射線被近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10檢測到，近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10產生脈沖信號，該脈沖信號經(jīng)電路板3后發(fā)送至自然伽馬能量譜，經(jīng)自然伽馬能量譜進行能量譜處理，得到不同能量窗口的計數(shù)率，通過計算碳能量窗口與氧能量窗口的計數(shù)率比值可以得到碳氧比值，由于碳氧比值與油層中的物質相關，如當油層中含水量較高時碳氧比值較小，含油量較高時碳氧比值數(shù)值較大，因此可通過測量碳氧比值而計算出油層的剩余油飽和度。
[0057]且在本實用新型實施例中，由于至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10沿承壓筒I的周向設置，且相鄰兩個近伽馬探測器8和相鄰兩個遠伽馬探測器10之間設有屏蔽體9，從而使得每個近伽馬探測器8和每個遠伽馬探測器10均能且只能獲取某一方位上的剩余油飽和度，把某一層段的油層按方位進行測量，使得測量結果精確。
[0058]其中，屏蔽體9的材料包括鎢、鎳、鐵合金或黃銅，避免伽馬射線穿透屏蔽體9，使得每個近伽馬探測器8和每個遠伽馬探測器10均只能檢測到位于其兩側的屏蔽體9形成的扇形區(qū)域內油層的剩余油飽和度。
[0059]其中，如圖1所示，在本實用新型實施例中，電路板3通過緊固螺釘12固定在電路板安裝塊2上。
[0060]本實用新型通過至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10分別沿承壓筒I的周向設置，且相鄰兩個近伽馬探測器8和相鄰兩個遠伽馬探測器10之間設有屏蔽體9，從而可通過至少兩個近伽馬探測器8中的每個近伽馬探測器8和與之相應的遠伽馬探測器10檢測油層某一層段中的某一方位上的剩余油飽和度，剩余油飽和度的測量精度較高。
[0061]在本實用新型實施例中，每個近伽馬探測器8與中子發(fā)生器5的垂直距離在27?34厘米之間，每個遠伽馬探測器10與中子發(fā)生器5的垂直距離在48?66厘米之間，滿足已經(jīng)標準化的井下設備，且避免所測結果出現(xiàn)失真。
[0062]在本實用新型實施例中，每個近伽馬探測器8和每個遠伽馬探測器10均為鍺酸鉍晶體探測器，近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10的檢測精度較高。
[0063]如圖1所示，在本實用新型實施例中，測井儀還包括保溫筒11;
[0064]保溫筒11設置在承壓筒I內部，保溫筒11的一端與下接頭4固定連接，保溫筒11的另一端與密封堵頭6固定連接，至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10均設置在保溫筒11內部。
[0065]通過將至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10均設置在保溫筒11中，提高本實用新型的耐溫性能，使得將本實用新型應用于井下不同溫度環(huán)境時近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10的檢測精度不受影響。
[0066]當然，本領域技術人員可知，每個近伽馬探測器8和每個遠伽馬探測器10也可為碘化鈉晶體探測器，探測器本身的耐溫性能較好，無需設置保溫筒11，結構簡單。
[0067]如圖1所示，在本實用新型實施例中，方位確定裝置7包括電位器71、重錘72和連桿73;
[0068]電位器71與電路板3電連接，且電位器71位于中子發(fā)生器5與一個近伽馬探測器8之間；
[0069]重錘72通過連桿73與電位器71的轉軸連接，重錘72可通過連桿73繞電位器71的轉軸轉動，且重錘72相對電位器71的轉軸轉動的角度與電位器71的電阻值——對應。
[0070]在本實用新型實施例中，重錘72通過連桿73與電位器71的轉軸連接，重錘72可通過連桿73繞電位器71的轉軸轉動，當重錘72轉動到不同的角度時，電位器71的電阻值不同，因此在使用本實用新型時，調整重錘72的位置使重錘72與至少兩個近伽馬探測器8中的一個近伽馬探測器8的位置對應，通過電位器71的電阻值確定重錘72的位置，進而確定與重錘72對應的近伽馬探測器8的方位，根據(jù)該近伽馬探測器8與其他伽馬探測器的位置關系即可獲取各個近伽馬探測器8的方位。
[0071]在本實用新型實施例，為避免中子發(fā)生器5發(fā)出高能中子時，高能中子進入第二密閉空間14干擾近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10，需在近伽馬探測器8和中子發(fā)生器5之間設置密封堵頭6，該密封堵頭6的材料包括鎢、鎳、鐵合金或黃銅。
[0072]如圖2所示，也可參見圖3，在本實用新型實施例中，至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10的數(shù)量均為四個，在保證每個近伽馬探測器8和每個遠伽馬探測器10的檢測區(qū)域合適的基礎上，控制近伽馬探測器8和遠伽馬探測器10的數(shù)量，控制本實用新型的開發(fā)成本。
[0073]如圖2所示，也可參見圖3，在本實用新型實施例中，至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10沿承壓筒I的周向均勻分布，當至少兩個近伽馬探測器8和至少兩個遠伽馬探測器10的數(shù)量均為四個時，每個近伽馬探測器8和每個遠伽馬探測器10均檢測90度的扇形區(qū)域內的剩余油飽和度。
[0074]上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0075]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種測井儀，其特征在于，所述測井儀包括:承壓筒、電路板安裝塊、電路板、下接頭、中子發(fā)生器、密封堵頭、至少兩個近伽馬探測器、至少兩個遠伽馬探測器、屏蔽體和方位確定裝置； 所述電路板安裝塊設置在所述承壓筒的一端內部，所述電路板安裝塊與所述承壓筒固定連接，所述電路板安裝在所述電路板安裝塊上，且所述測井儀通過所述電路板與單片機數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)和自然伽馬能量譜電連接，所述下接頭設置在所述承壓筒的另一端，且所述下接頭與所述承壓筒固定連接，通過所述電路板安裝塊和所述下接頭與所述承壓筒內部形成第一密閉空間； 所述中子發(fā)生器設置在所述第一密閉空間內，且所述中子發(fā)生器與所述電路板電連接，所述密封堵頭設置在所述承壓筒內部，且位于所述中子發(fā)生器遠離所述電路板安裝塊的一側，所述密封堵頭和所述下接頭與所述承壓筒內部形成第二密閉空間； 所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器分別與所述電路板電連接，且所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器均位于所述第二密閉空間內，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器分別沿所述承壓筒的周向設置，相鄰兩個近伽馬探測器之間以及相鄰兩個遠伽馬探測器之間設有所述屏蔽體，且所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器一一對應，所述至少兩個近伽馬探測器中的每個近伽馬探測器位于所述中子發(fā)生器和與之對應的遠伽馬探測器之間； 所述方位確定裝置設置在所述承壓筒內部，且所述方位確定裝置的位置與所述至少兩個近伽馬探測器中的其中一個近伽馬探測器的位置對應，通過所述方位確定裝置確定所述至少兩個近伽馬探測器中的每個近伽馬探測器的方位。2.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述每個近伽馬探測器和所述每個遠伽馬探測器均為鍺酸鉍晶體探測器。3.根據(jù)權利要求2所述的測井儀，其特征在于，所述測井儀還包括保溫筒； 所述保溫筒設置在所述承壓筒內部，所述保溫筒的一端與所述下接頭固定連接，所述保溫筒的另一端與所述密封堵頭固定連接，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器均設置在所述保溫筒內部。4.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述方位確定裝置包括電位器、重錘和連桿； 所述電位器與所述電路板電連接，且所述電位器位于所述中子發(fā)生器與所述一個近伽馬探測器之間； 所述重錘通過所述連桿與所述電位器的轉軸連接，所述重錘可通過所述連桿繞所述電位器的轉軸轉動，且所述重錘相對所述電位器的轉軸轉動的角度與所述電位器的電阻值一一對應。5.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述密封堵頭的材料包括鎢、鎳、鐵合金或黃銅。6.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器的數(shù)量均為四個。7.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器沿所述承壓筒的周向均勻分布。8.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述至少兩個近伽馬探測器和所述至少兩個遠伽馬探測器均為碘化鈉晶體探測器。9.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述屏蔽體的材料包括鎢、鎳、鐵合金或黃銅。10.根據(jù)權利要求1所述的測井儀，其特征在于，所述每個近伽馬探測器與所述中子發(fā)生器的垂直距離在27?34厘米之間，所述每個遠伽馬探測器與所述中子發(fā)生器的垂直距離在48?66厘米之間。
【文檔編號】E21B49/08GK205638450SQ201620385307
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】閆愛華, 陳永昌, 郭發(fā)軍, 王進寶, 劉淑敏, 周作軍, 王紅梅, 張東, 王愛英, 劉建魁
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司