井孔壁处和包围井孔壁的区域中的断口可通过监视从断口散射的伽玛射线来检测。伽玛射线有策略地从设置在井孔中的工具指向所述壁和/或区域。某些伽玛射线从断口散射，并且利用检测器来检测，检测器设置在离伽玛射线源指定的轴向距离处。除了识别断口的存在之外，还可估算断口的位置和尺寸。基于断口的位置和排列，在岩层中形成了穿孔，从而在断口和井孔之间提供连通性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用本申请是于2011年12月21日提交的待审美国申请N0.13/332,543的延续部分并要求其权益，该待审美国申请是2009年7月I日提交的美国申请N0.12/496，163的延续部分，并要求享有其权益，这些申请的全部公开通过引用而结合在本文中，以用于所有目的。
本专利技术总地涉及检测地下井孔中的断口并表征其特征。更具体地说，本专利技术涉及一种装置和方法，其使用辐射源来检查地下岩层，并使用辐射检测器来检测或识别管道附近岩层中的断口的存在。
技术介绍
用于生产烃的地下井孔通常衬有套管柱，其通过水泥固定在与井孔相交的岩层上。套管和周围岩层然后被穿孔，以便在岩层和套管内部之间提供流体连通。从井生产出的流体通过穿孔流向套管中，并且在生产导管中流向地面，生产导管插入在内套管柱的内部。某些烃承载岩层可由于页岩或非常紧密的岩层岩石(例如在灰岩岩层中)的存在而具有低的渗透率；这又可限制烃的生产。然而，这些岩层中的自然或人工断口可增加岩层渗透性，从而提高烃的生产。识别这些断口的位置和尺寸对于确定井孔的哪个部分进行穿孔和生产是相当重要的。时常，页岩层位于包含烃的岩层的顶部。通常在页岩层中钻井比在烃承载岩层中钻井更为稳定。在这些情况下，井孔钻穿页岩，希望与页岩中的断口相交，断口延伸到具有烃的储层中，因为断口提高了地下岩层的可渗透率。
技术实现思路
这里公开了一种井孔操作的方法，其在一个示例中包括将辐射从源指向包围井孔的岩层，检测从岩层散射的辐射，估算所测辐射的计数率和能量，和基于所测辐射的计数率和能量方面的变化而识别岩层中的断口。在一个示例中，井孔衬有套管，使得至少某些来自源的辐射从套管的内部穿过套管的壁。同样在这个示例中，至少一部分从岩层散射的辐射通过套管壁而从套管的外部返回。可选地，检测辐射的步骤利用偏离源的检测器来执行。辐射可从源处以基本圆锥形的型式进行定向，并且所测辐射的能量可依赖于辐射的散射角。在一个示例中，该方法还可包括估算断口的厚度，并且/或者还包括估算断口的位置。断口还可与井孔的壁相交。这里还公开了一种在井孔中操作的备选方法，其中井孔衬有套管。在这个示例中，该方法包括提供具有辐射源和辐射检测器的测井仪，将测井仪设置到井孔和套管内部，并且将辐射从源沿着某一路径指向包围井孔的岩层。至少某些辐射在从岩层朝着辐射检测器的方向上进行散射，并且利用辐射检测器进行检测。基于所测辐射的计数率方面的变化，识别岩层中的断口。这个示例还可包括将辐射源和辐射检测器设置成分开指定的距离。可选地，源和检测器可设置成分开不同的距离，使得辐射检测器所检测的辐射从包围井孔的岩层的环形区域散射。该方法还可包括在围绕测井仪的周边的间隔开的位置提供多个检测器，从而利用检测器观察沿周向间隔开的不同部段，并且基本上对所述管道的纵长部分的整个周边进行成像。在一个示例性的实施例中，在发射和接收辐射的步骤期间以及在识别岩层中的断口步骤期间，测井仪在井孔中被移动至不同的深度。断口的竖向厚度可基于检测到辐射的计数率变化时的深度进行估算。此外，断口的位置可通过监视测井工具的深度进行估算。在一个示例中，岩层邻近烃承载岩层，并且断口与烃承载岩层中的流体连通。【附图说明】已经陈述了本专利技术的某些特征和好处，其它特征和好处将随着结合附图所做的说明而变得清晰明了，其中: 图1是根据本专利技术的井下成像工具的示例性实施例的示意图，其具有设置在井孔中的辐射源和检测器。图2是根据本专利技术的图1的工具的一个实施例的透视图。图3A和图3B是根据本专利技术的图2的工具的一个示例性实施例的截面图。图4是根据本专利技术的井孔中的成像工具的示例方法的侧截面图，其将伽玛射线发射给周围岩层。图5是根据本专利技术的一个实施例的图4的井孔穿孔的一个示例的侧截面图。虽然本专利技术将结合优选实施例进行描述，但是应该懂得其并不意图将本专利技术局限于该实施例。相反，其意图覆盖所有包含在所附权利要求所限定的本专利技术的精髓和范围内的备选方案、变体和等效物。【具体实施方式】现在将在后文中参照附图更完整地描述本公开的方法，在附图中显示了实施例。本公开的方法可采用许多不同的形式，并且不应该认为局限于这里所阐述的示出的实施例，相反提供这些实施例将使本公开更为完整和完善，并将其范围完全传达给本领域中的技术人员。全文中相似的标号标识相似的元件。应该懂得本公开的范围并不局限于结构、操作、精确材料或所示和所述实施例的精确细节，因为改型和等效物对于本领域中的技术人员将是清晰明了的。在附图和说明书中已经公开了例证性的实施例，并且虽然采用了特定的术语，但其只是从普通和描述性的意义上使用的，而不用于限制目的。因此，所述这里的改进仅仅受到所附权利要求的范围的限制。现在参照图1，其显示井下成像工具100定位在井孔的一段“套管”或内钢壳110中。应该认识到，工具壳130可由任何轻金属构造而成，其中这里使用的词语“轻金属”指原子序数小于23的任何金属。井下成像工具100至少包括壳或管道130，其携带辐射源120和多个检测器140。在一个示例性的实施例中，伽玛辐射源120居中地定位在壳130中。可选地，检测器140在方位角上以恒定半径对称地间隔开，但也定位在壳130中。换句话说，在一个示例中，间隔开的检测器140所在的半径小于壳130的半径。在这种情况下，辐射源120将辐射，即伽玛射线124发射到包围套管110的岩层150中。水泥151位于套管110和岩层150之间。图1的岩层150包括断口 153，155，其可被流体填充或者没有被流体填充。例如，断口 153包含完井流体或生产流体，而断口 155是部分或完全被沙砾填充的。当然，本领域中的技术人员在受益本公开的条件下应该懂得，这些仅仅用于说明性的目的，而且断口153，155可采用任何形状和任何位置。在图1的示例中，传播到岩层150中的伽玛射线124在有某些能量损失的条件下经过康普顿(Compton)散射回到检测器140，检测器定位在井下成像工具100中。减少能量的伽玛射线126由检测器140进行检测。经过康普顿散射的伽马射线126的计数率强度除了其它因素之外尤其依赖于断口的宽度。因此，较高的计数率代表岩层中较高的材料密度，而较低的计数率代表较低密度，因为较少射线被散射回检测器。在一个示例中，辐射源120包括钡、铯、某些其它辐射源或其组合。通过利用例如这种源，并且因为检测器定位在靠近源的位置，所以所测能量只来源于紧邻套管的岩层中的很短距离处。出于这些相同的原因，在一个示例中，检测器140定位在壳130中靠近辐射源120。在一个示例性的实施例中，辐射源120和检测器140沿着工具100的长度分开大约3至大约3.5英寸。屏蔽层156可应用于辐射源120当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种井孔操作的方法，包括：a. 使辐射从源指向包围所述井孔的岩层；b. 检测从所述岩层散射的辐射；c. 估算所测辐射的计数率和能量；并d. 基于所测辐射的计数率和能量而识别所述岩层中的断口。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：JE斯马迪克，DK斯泰因曼，R赫措，
申请(专利权)人：通用电气石油和天然气测井服务公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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