一种方位伽马测量方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种方位伽马测量方法及设备，其是在钻铤上开槽侧装多个伽马探测器，伽马探测器的个数可设为3个或4个，均采用NaI晶体，当探测器的个数设为3个时，探测器相互间隔120°，数据采集时记录12个扇区方位伽马数据，当探测器的个数设为4个时，探测器相互间隔90°，数据采集时记录16个扇区方位伽马数据。在随钻过程中根据伽马探测器测得地层自然伽马方位测量数据，利用实时上传的上下方位自然伽马数据可指导钻头钻进轨迹，并可定量确定钻头距离放射性界面距离；利用得到的不同方位自然伽马数据可形成地层方位伽马成像，用于定量评价地层倾斜角度和地层厚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种方位伽马测量方法及设备，属于矿场地球物理测井

技术介绍
随着石油工业发展，大型整装油气田数量不断减少，石油工业勘探开发已转向勘探难度增加的隐蔽油气藏及海洋油气藏。开发这些油气藏，传统的直井已无法提高采收率和增加产量，为解决这一问题定向井应运而生。而水平井的钻进中传统测井方法已不能满足需要，于是适宜水平井钻井的随钻测井技术很快发展起来。在随钻过程中，地层自然放射性测量是必测项目之一，实时测量地层不同方位自然伽马放射性更是具有重要意义。但是，目前现有技术方案中，自然伽马测井仪仅是利用单 一探测器进行地层自然伽马总计数测量或者自然伽马能谱测量，虽然能判断钻头是否在储层中钻进，但不能保证钻头钻进轨迹在储层中，更不能得到地层方位伽马成像。
技术实现思路
本专利技术的任务在于提供一种方位伽马测量方法及设备，其可指导钻头钻进轨迹，并能形成地层方位伽马成像图，可用于评价地层倾斜角度和地层厚度。其技术解决方案是一种方位伽马测量方法，其是在钻铤上开槽侧装多个伽马探测器，在随钻过程中根据伽马探测器测得的地层自然伽马方位测量数据为地质导向服务，并形成地层方位伽马成像用于地层评价。上述伽马探测器的个数设为3个或4个，均采用NaI晶体；上述伽马探测器均位于钻铤的同一横截面区域，且探测器的个数为3个时，探测器相互间隔120°，探测器的个数为4个时，探测器相互间隔90°。上述伽马探测器置于开槽中，其正面密封，密封物质采用天然橡胶，厚度为4mm 6mm,优选5mm ;伽马探测器的背部设有屏蔽物质,屏蔽物质选用鹤或铅,厚度为4mm 6mm,优选5mm ;钻铤开槽的槽口处密封,密封物质采用铍青铜,厚度为8mm 12mm,优选IOmm ;在伽马探测器正面密封物质与槽口密封物质之间填充环氧树脂，厚度为4_ 6mm,优选5_。进一步的，上述钻铤上开槽为U形槽。上述钻铤直径为171. 45mm，钻铤的泥浆导流通道直径为5(T70mm，伽马探测器长度为15 20cm，当采用3个伽马探测器时探测器直径为25. W35. 6mm,当采用4个伽马探测器时探测器直径为24. lmnT30. 5_。上述为地质导向服务是利用实时上传的上下方位自然伽马数据指导钻头钻进轨迹，并定量确定钻头距离放射性界面距离。上述地层方位伽马成像用于地层评价是利用探测器穿过放射性地层时得到不同方位的自然伽马计数，利用得到的自然伽马计数得出地层方位伽马成像图，利用地层方位伽马成像图定量评价地层倾斜角度和地层厚度。一种方位伽马测量设备，其包括3个或4个伽马探测器，伽马探测器为NaI晶体，其侧装在钻铤上，在钻铤的相应位置处开设凹槽，所述伽马探测器均位于钻铤的同一横截面区域，且探测器的个数为3个时，探测器相互间隔120°，探测器的个数为4个时，探测器相互间隔90°。上述伽马探测器置于凹槽中，其正面密封，密封物质采用天然橡胶，厚度为4mm 6mm,优选5mm ;伽马探测器的背部设置屏蔽物质,屏蔽物质选用鹤或铅,厚度为4mm 6mm,优选5mm ;钻铤上开设凹槽的槽口处密封,密封物质采用铍青铜,厚度为8mm 12mm,优选IOmm ;在探测器正面密封物质与槽口密封物质之间填充环氧树脂,厚度为4mm 6mm,优选5mm ο上述钻铤直径为171. 45mm，钻铤的泥浆导流通道直径为5(T70mm，伽马探测器长度为15 20cm，当采用3个伽马探测器时所述探测器直径为25. W35. 6mm,当采用4个伽 马探测器时所述探测器直径为24. lmnT30. 5mm。本专利技术的有益技术效果是本专利技术在钻铤上开槽侧装多个探测器，在随钻过程中通过探测器得到地层自然伽马方位测量数据，利用实时上传的上下方位自然伽马数据可指导钻头钻进轨迹，并可定量确定钻头距离放射性界面距离；利用得到的不同方位自然伽马数据可形成地层方位伽马成像，用于定量评价地层倾斜角度和地层厚度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，对实施例所需要的附图做简单介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。图I为本专利技术测量设备的结构示意图；图中1为钻铤，2为泥浆导流通道，3为探测器，4为探测器正面密封物质，5为填充物质，6为开槽密封物质，7为探测器背部屏蔽物质，8为光电倍增管，9为电子线路；图2为采用3个探测器时图I中的A向剖视放大示意图；图3为采用4个探测器时图I中的A向剖视放大示意图；图4为测量设备穿过放射性斜地层蒙特卡罗计算模型；图中10为井眼、11为砂岩地层、12为放射性泥岩地层，计算条件为地层为水平层状地层，以井轴为Z轴，坐标原点O在地层中心，地层尺寸为300cmX300cmX800cm;井眼内充满淡水，井眼直径为20cm ;砂岩地层孔隙度为30% ;放射性泥岩地层泥质含量为80%，U含量为5ppm、Th含量为lOppm、K含量为5% ;放射性泥岩地层与X轴方向夹角为80°，厚度为40cm ;钻铤轴线与井轴重合，钻铤直径为171. 45mm，泥浆导流通道直径为50mm ;采用4个探测器测量，探测器长度为20cm，直径为 25. 4mm ；图5为利用图4中蒙特卡罗计算模型得到的测量设备穿过放射性斜地层时上下方位自然伽马曲线；图中A=0°表示上方位自然伽马测量数据；A=180°表示下方位自然伽马测量数据；D表示探测器与坐标原点O之间的距离，当探测器位于坐标原点O左侧时以负数表示，当探测器位于坐标原点O右侧时以正数表示；Νγ表示自然伽马计数；图6为测量仪器穿过倾斜放射性界面蒙特卡罗计算模型，计算条件为地层为水平层状地层，以井轴为Z轴，坐标原点O在地层中心，地层尺寸为300cmX300cmX800cm ;井眼内充满淡水，井眼直径为20cm ;砂岩地层孔隙度为30% ;放射性泥岩地层泥质含量为80%，U含量为5ppm、Th含量为lOppm、K含量为5% ;倾斜放射性界面与井轴交点在原点处；钻铤轴线与井轴重合，钻铤直径为171. 45mm，泥浆导流通道直径为50mm ;采用4个探测器测量，探测器长度为20cm，直径为25. 4mm ；图7为利用图6中蒙特卡罗计算模型得到的测量设备穿过不同倾斜角度放射性地层时上下方位伽马曲线变化点之间距离AD与地层界面倾斜角度α的关系曲线；图8为利用图4中蒙特卡罗计算模型得到的测量设备穿过放射性斜地层时方位伽马成像图；图中Α表示不同数据记录方位山表示探测器与坐标原点O之间的距离，当探测器位于坐标原点O左侧时以负数表示，当探测器位于坐标原点O右侧时以正数表示；13表示自然伽马高计数区域，15表示自然伽马低计数区域；14表示自然伽马高计数区域与低计数区域的过渡区域。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本专利技术的保护范围。一种方位伽马测量方法，其是在钻铤上开槽侧装多个探测器，在随钻过程中通过探测器得到地层自然伽马方位测量数据，利用实时上传的上下方位自然伽马数据可指导钻头钻进轨迹，并可定量确定钻头距离放射性界本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方位伽马测量方法，其特征在于在钻铤上开槽侧装多个伽马探测器，在随钻过程中根据伽马探测器测得的地层自然伽马方位测量数据为地质导向服务，并形成地层方位伽马成像用于地层评价。2.根据权利要求I所述的一种方位伽马测量方法，其特征在于所述伽马探测器的个数设为3个或4个，均采用NaI晶体；所述伽马探测器均位于钻铤的同一横截面区域，且探测器的个数为3个时，探测器相互间隔120°，探测器的个数为4个时，探测器相互间隔.90。。3.根据权利要求I或2所述的一种方位伽马测量方法，其特征在于所述伽马探测器置于开槽中，其正面密封，密封物质采用天然橡胶，厚度为4_ 6_ ;所述伽马探测器的背部设有屏蔽物质，屏蔽物质选用钨或铅，厚度为4mm 6mm ;所述钻铤开槽的槽口处密封，密封物质采用铍青铜，厚度为8_ 12_ ;在伽马探测器正面密封物质与槽口密封物质之间填充环氧树脂，厚度为4_ 6mm。4.根据权利要求I所述的一种方位伽马测量方法，其特征在于所述钻铤上开槽为U形槽。5.根据权利要求I所述的一种方位伽马测量方法，其特征在于所述钻铤直径为.171. 45mm，所述钻铤的泥浆导流通道直径为5(T70mm，所述伽马探测器长度为15 20cm，当采用3个伽马探测器时所述探测器直径为25. W35. 6mm,当采用4个伽马探测器时所述探测器直径为24. lmm^30. 5mm。6.根据权利要求I所述的一种方位伽马测量方法，其特征在于所述为地质导向服务是利用实时上传...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，袁超，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：