井下检测系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种井下检测系统及其方法。该井下检测系统包括：环形钻铤；两个封隔器，两个封隔器沿纵向布置；各个封隔器用于将环形钻铤与井壁之间密封；设置在环形钻铤内且位于两个封隔器之间的CT组件，CT组件包括具有扫描腔室的本体；钻孔器，钻孔器能相对环形钻铤运动进而对井壁进行取样。通过在钻铤中设置钻孔器和CT组件，进而可以实现岩石样本取样后能直接进行微CT的检测，避免了因为测量环境的不同而对岩石样本的结果具有的一定影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复杂储层的勘探领域，尤其涉及一种井下检测系统及其方法。
技术介绍
近年来，随着精密仪器、计算机以及控制技术的快速发展，CT(Computed Tomography)技术的应用领域已经从最初的医学领域扩展到材料科学、生命科学以及与多孔介质孔隙结构有关的储层岩石研究之中。CT可以对储层岩石样品进行扫描，进而得到储层岩石的孔隙结构图像。研究人员首先将钻井取心所得到的岩心经过一定的加工处理后，在实验室的条件下进行CT扫描，然后利用相关的数据处理软件对CT获取的图像数据进行分析和重构，进而获得三维岩石图像；最后对三维岩石图像上的反映岩石孔隙结构的信息进行提取，如孔隙半径、配位数、喉道半径等。尽管现有的CT扫描技术在很大程度上能获取储层岩石孔隙结构的图像以及结构信息，但仍存在一些问题：(1)现有的CT测量均在实验室进行测量，而不是原位测量。这种测量环境的不同对测量结果具有一定的影响。储层岩石在井下环境中处于一个相对稳定的压力系统内，岩石的孔隙中饱含油、气和水等流体。岩心从井下取出的过程中，经历了快速的压力以及温度陡降的过程，部分孔隙内的流体流失，导致岩石骨架发生变化。更为重要的是：钻井取心过程中岩心不可避免地被钻井液等流体污染，研究人员在拿到岩心后，往往还需要对岩心进行一系列的处理，如洗油、洗盐等，这将在一定程度上对原始的岩石孔隙结构造成破坏损伤，在此基础上进行的CT测量结果势必与储层岩石的真实情况存在差异，给储层岩石孔隙结构的分析结果带来一定的影响。(2)CT的测量周期过长。虽然室内进行CT测量本身所耗费的时间并不多，但实验岩样经历从最初的现场钻井取样、岩石样品选样及加工、洗油洗盐等前期准备工作直到最终实现CT测量往往需要近一个月的时间，使得研究人员的研究成果存在滞后性。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种井下检测系统及其方法，用于解决上述问题中的至少一种。为了实现上述目的，本专利技术提供的一种井下检测系统，所述井下检测系统包括：环形钻铤；两个封隔器，两个所述封隔器沿纵向布置；各个所述封隔器用于将所述环形钻铤与井壁之间密封；设置在所述环形钻铤内且位于两个所述封隔器之间的CT组件，所述CT组件包括具有扫描腔室的本体，所述本体的内侧壁上设置有射线源，所述本体上设置有与所述扫描腔室连通的开口；钻孔器，所述钻孔器能相对所述环形钻铤运动，并能自所述扫描腔室伸出所述开口。进一步的，所述CT组件为微CT。进一步的，所述钻孔器套设在所述CT组件内，所述钻孔器能相对所述本体滑动。进一步的，所述扫描腔室为轴线横向设置的圆柱形腔室，当所述射线源对样本进行扫描时，样本的轴线与圆柱形腔室的轴线重合。进一步的，所述CT组件包括设置在内侧壁上且与所述射线源相对应设置的保护件。进一步的，所述保护件包括设置在所述射线源上的第一保护件，以及与所述第一保护件相对设置的第二保护件。进一步的，所述CT组件包括与所述钻孔器相适配的支架，所述支架能相对所述钻孔器运动，进而能获取所述钻孔器取样得到的岩石样本，并将岩石样本传送到所述CT组件的扫描位置上。进一步的，所述支架的材质为碳纤维。进一步的，所述钻孔器包括主钻头。进一步的，所述主钻头包括从外到内依次套设的第一钻头、第二钻头以及第三钻头，取样时，所述第一钻头、第二钻头以及第三钻头依次钻入所述井壁内。进一步的，所述第一钻头的内径为2.2～2.6cm之间；所述第二钻头的内径为1.1～1.3cm之间；所述第三钻头的内径为0.5～0.7cm之间。进一步的，所述钻孔器包括与所述主钻头并列设置的快速转头。进一步的，所述快速转头的内径为0.1～0.25mm之间。进一步的，所述钻孔器包括液压马达，所述液压马达用于驱动所述钻孔器转动从而进行取样。进一步的，所述井下检测系统包括：设置在所述环形钻铤内的储存组件，所述储存组件内形成有储存岩石样本的腔室，所述环形钻铤内设置有连通所述腔室与所述钻孔器的通道，岩石样本可以通过通道传送到所述腔室内。进一步的，所述CT组件包括控制装置和数据采集装置。本专利技术还提供了一种井下检测方法，包括：将井下检测系统下入到井下的预定位置；井下检测系统下入到井下的预定位置后，启动钻孔器对岩石进行取样；在钻孔器获取岩石样本后，钻孔器将岩石样本传送到CT组件内，CT组件对岩石样本进行检测。进一步的，下入到井下的预定位置的步骤包括：井下检测系统下入到井下的预定位置后，封隔器进行坐封，封隔器与井壁贴紧，使得环形钻铤被固定在预定的位置，且环形钻铤与井壁以及封隔器之间形成一密闭空间。进一步的，岩石取样的步骤包括：将取样器的第一钻头钻入井壁，钻入预定深度后，震动第一钻头进而将第一钻头内的岩石柱塞打断并排出；岩石柱塞从第一钻头中排出后，保持第一钻头的位置，将第二钻头从第一钻头内伸出，进而钻入井壁；钻入预定深度后，震动第二钻头进而将第二钻头内的岩石柱塞打断并排出；岩石柱塞从第二钻头中排出后，保持第二钻头的位置，将第三钻头从第二钻头内伸出，进而钻入井壁；钻入预定深度后，震动第二钻头进而将第二钻头内的岩石柱塞打断进而获取岩石样本。进一步的，CT组件对岩石样本进行检测的步骤包括：支架相对所述本体运动，进而获取第三钻头取样得到的岩石样本，并将岩石样本移送到CT组件的圆柱形腔室内的扫描位置；岩石样本位于扫描位置后，启动射线源对岩石样本进行检测。进一步的，岩石取样的步骤包括：将取样器的快速钻头钻入井壁，钻入预定深度后，震动快速钻头进而将快速钻头内的岩石柱塞打断进而获取岩石样本。进一步的，CT组件对岩石样本进行检测的步骤包括：支架相对所述本体运动，进而获取快速钻头取样得到的岩石样本，并将岩石样本移送到CT组件的圆柱形腔室内的扫描位置；岩石样本位于扫描位置后，启动射线源对岩石样本进行检测。综上所述，本专利技术提供的一种井下检测系统及其方法，通过在钻铤中设置钻孔器、CT组件，进而可以实现岩石样本取样后能直接进行CT的扫描检测，避免了因为测量环境的不同而对岩石样本的结果具有的一定影响。另外，检测系统还包括设置在钻孔器上下方的封隔器，封隔器可以在井下进行坐封，形成相对密封的空间，进而可以保证钻孔器在取样时不受外界修井液的干扰。附图说明图1为本专利技术的实施方式中井下微CT检测系统的整体结构图。图2a为本专利技术的实施方式中封隔器未封隔井壁的示意图；图2b为本专利技术的实施方式中封隔器封隔井壁的示意图；图3a为本专利技术的实施方式中钻孔器的主钻头呈收缩状态时的示意图；图3b为本专利技术的实施方式中钻孔器的主钻头贴近井壁时的示意图；图3c为本专利技术的实施方式中主钻头的第一钻头钻入井壁内时的结构示意图；图3d为本专利技术的实施方式中主钻头的第三钻头钻入井壁内时的结构示意图；图4a为本专利技术的实施方式中主钻头的俯视图；图4b为本专利技术的实施方式中主钻头的侧视图；图5为本专利技术的实施方式中井下微CT检测系统在快速模式下的示意图；图6为本专利技术的实施方式中井下微CT检测系统标准模式下的示意图；图7为本专利技术的实施方式中微CT组件的内部结构示意图；图8为本专利技术的实施方式中微CT组件的内部结构示意图。以上附图说明：1、环形钻挺；11、封隔器；2、CT组件；21、本体；211、扫描腔室；212、第一部分；213、第二部分；22、射线源；23、开口；24、保护件；241本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下检测系统，其特征在于，所述井下检测系统包括：环形钻铤；两个封隔器，两个所述封隔器沿纵向布置；各个所述封隔器用于将所述环形钻铤与井壁之间密封；设置在所述环形钻铤内且位于两个所述封隔器之间的CT组件，所述CT组件包括具有扫描腔室的本体，所述本体的内侧壁上设置有射线源，所述本体上设置有与所述扫描腔室连通的开口；钻孔器，所述钻孔器能相对所述环形钻铤运动，并能自所述扫描腔室伸出所述开口。

【技术特征摘要】
1.一种井下检测系统，其特征在于，所述井下检测系统包括：环形钻铤；两个封隔器，两个所述封隔器沿纵向布置；各个所述封隔器用于将所述环形钻铤与井壁之间密封；设置在所述环形钻铤内且位于两个所述封隔器之间的CT组件，所述CT组件包括具有扫描腔室的本体，所述本体的内侧壁上设置有射线源，所述本体上设置有与所述扫描腔室连通的开口；钻孔器，所述钻孔器能相对所述环形钻铤运动，并能自所述扫描腔室伸出所述开口。2.根据权利要求1所述的井下检测系统，其特征在于，所述CT组件为微CT。3.根据权利要求1所述的井下检测系统，其特征在于，所述钻孔器套设在所述CT组件内，所述钻孔器能相对所述本体滑动。4.根据权利要求1所述的井下检测系统，其特征在于，所述扫描腔室为轴线横向设置的圆柱形腔室，当所述射线源对样本进行扫描时，样本的轴线与圆柱形腔室的轴线重合。5.根据权利要求4所述的井下检测系统，其特征在于，所述CT组件包括设置在内侧壁上且与所述射线源相对应设置的保护件。6.根据权利要求5所述的井下检测系统，其特征在于，所述保护件包括设置在所述射线源上的第一保护件，以及与所述第一保护件相对设置的第二保护件。7.根据权利要求5所述的井下检测系统，其特征在于，所述CT组件包括与所述钻孔器相适配的支架，所述支架能相对所述钻孔器运动，进而能获取所述钻孔器取样得到的岩石样本，并将岩石样本传送到所述CT组件的扫描位置上。8.根据权利要求7所述的井下检测系统，其特征在于，所述支架的材质为碳纤维。9.根据权利要求1所述的井下检测系统，其特征在于，所述钻孔器包括主钻头。10.根据权利要求9所述的井下检测系统，其特征在于，所述主钻头包括从外到内依次套设的第一钻头、第二钻头以及第三钻头，所述第一钻头、第二钻头和第三钻头的任意两个之间能相对移动。11.根据权利要求10所述的井下检测系统，其特征在于，所述第一钻头的内径为2.2～2.6cm之间；所述第二钻头的内径为1.1～1.3cm之间；所述第三钻头的内径为0.5～0.7cm之间。12.根据权利要求11所述的井下检测系统，其特征在于，所述钻孔器包括与所述主钻头并列设置的快速转头。13.根据权利要求12所述的井下检测系统，其特征在于，所述快速转头的内径为0.1～0.25mm之间。14.根据权利要求1所述的井下检测系统，其特征在于，所述钻孔器包括液压马达，所述液压马达用于驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，王克文，孙文杰，武宏亮，冯周，梁明星，冯庆付，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11