一种随钻居中方位伽马测井仪及测量方法与流程

本发明涉及石油天然气钻探，具体为一种随钻居中方位伽马测井仪及测量方法。

背景技术：

1、随着大斜度井和水平井不断增加，与常规测井资料相比，随钻测井资料能够更为客观真实地反映地层的实际地质特征，因此被广泛应用，其中随钻伽马测井更是随钻测井中的关键必测项目。利用随钻方位伽马曲线和伽马成像图可以更准确直观地确定储集层边界的位置，进而更好地指导水平井地质导向施工。测量精度的高低反映了随钻伽马测井仪性能的优劣，直接影响仪器对地层的分辨能力。

2、目前成熟应用的随钻伽马测井仪按照功能分类有：自然伽马随钻测井仪、方位伽马随钻测井仪；进一步地，方位伽马随钻测井仪按照钻具组合类型又分为：居中式/探管式随钻方位伽马测井仪、钻铤式随钻方位伽马测井仪。目前应用的随钻伽马测井仪仍然存在如下技术问题：

3、自然伽马随钻测井仪不具有方位特性，仅采集地层平均伽马数据，无法判断仪器处于目的层上部还是下部，无法满足精确导向的需求。

4、钻铤式随钻方位伽马测井仪多采用3个或4个伽马探测器，能够精确采集地层方位伽马信息，但是由于仪器本体刚性大，在造斜率高的施工作业中无法满足应用需求，且成本高昂，不具备市场竞争力。

5、居中式/探管式随钻方位伽马测井仪由于居于钻具水眼中，使用单个聚焦型伽马探测器进行地层伽马信息采集，但是其计数值低，统计涨落误差大，地层识别能力无法满足应用需求。

6、同时，当前采用随钻伽马测井仪采集的随钻井下数据通常采用泥浆脉冲的方式进行传输，传输速率低，限制了成像数据上传效率。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种随钻居中方位伽马测井仪及测量方法，能够提高仪器探测效率、减小统计涨落误差，提升储层识别能力，同时提高仪器数据传输效率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种随钻居中方位伽马测井仪，包括变径承压筒、变径中接头组件、电路骨架、防转总成；

4、其中，所述变径承压筒的扩径端与变径中接头组件相连，所述变径中接头组件内部安装有高压密封塞，变径中接头组件外部安装有扶正器组件，所述变径承压筒内装设有聚焦型伽马探测器，所述聚焦型伽马探测器一端通过减震器组件与变径中接头组件相连，另一端上设置有高分辨率扇区定位传感器，所述高分辨率扇区定位传感器的信号端与电路骨架相连，所述电路骨架上安装有电路控制组件，所述电路骨架另一端连接防转总成，所述变径承压筒在所述高分辨率扇区定位传感器与电路骨架的连接处存在变径。

5、进一步地，所述变径中接头组件在设有扶正器组件的位置处存在变径。

6、进一步地，所述变径中接头组件与减震器组件连接的一端开设有减震器安装螺钉孔，所述变径中接头组件与减震器组件通过螺钉连接。

7、进一步地，所述变径中接头组件靠近变径承压筒的一端表面开设有第一o型圈槽，第一o型圈槽内装有o型圈；

8、所述变径中接头组件远离变径承压筒的一端表面开设有第二o型圈槽，第二o型圈槽内装有o型圈。

9、进一步地，所述变径中接头组件与扶正器组件的接触面处开设有o型槽。

10、进一步地，所述变径中接头组件远离变径承压筒的一端套设有截止帽。

11、进一步地，所述变径承压筒的变径处呈弧度变化。

12、进一步地，所述聚焦型伽马探测器包括壳体和壳体内部的nai晶体，其中，所述nai晶体偏心布置在壳体内部。

13、一种随钻居中方位伽马测井仪的测量方法，包括如下步骤：

14、将本发明所述的随钻居中方位伽马测井仪下到待测量区域；

15、采集所述聚焦型伽马探测器输出的脉冲计数和所述高分辨率扇区定位传感器输出的角度信息；

16、累积采集到的脉冲计数直至达到设定要求时，对累计数据通过动态成像算法和静态成像算法进行计算处理，获取成像数据；

17、对成像数据压缩后传输，完成测量。

18、进一步地，所述对成像数据压缩包括采用数据压缩算法，将成像数据中的单个扇区数据均压缩至1个字节后进行传输。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、本发明提供了一种随钻居中方位伽马测井仪，采用具有变径结构的随钻居中方位伽马测井仪，通过承压筒变径设计，并采用封装有大尺寸nai晶体的聚焦型伽马探测器，从而提高伽马探测器计数率、减小统计涨落误差的同时，提升储层识别能力。变径结构的设计使得本发明所述的随钻居中方位伽马测井仪具有较大柔性，更能适用于高造斜率的施工工况，满足高造斜率施工作业需求。

21、本发明还提供了一种随钻居中方位伽马测井仪的测量方法，基于对随钻居中方位伽马测井仪的改进，采用承压筒变径设计，增大聚焦型伽马探测器内部nai晶体尺寸，提高伽马探测器计数率，并配合优化的数据处理方法，增加单组数据累计时间，达到提高探测效率、减小统计涨落误差的目的。具体地，通过测量高速旋转过程中聚焦型伽马探测器开窗方向的伽马计数值，同时获取高分辨率扇区定位传感器实时更新的扇区角度值，将测量到的带有方位信息的伽马计数值放置到缓存中，累计计数到达设计时间后，将缓存中的数据取出，通过成像算法计算得到各扇区伽马成像数据进行存储，并通过近似算法计算获取伽马成像数据，对成像数据压缩后进行实时传输，实现高精度方位伽马测量，提高仪器储层识别能力，大幅度提高钻遇率。

22、进一步地，所述对成像数据压缩包括采用数据压缩算法，将成像数据中的单个扇区数据均压缩至1个字节后进行传输，节省脉冲传输带宽，以达到提高方位伽马数据传输效率的目的。

技术特征：

1.一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，包括变径承压筒(1)、变径中接头组件(2)、电路骨架(8)、防转总成(11)；

2.根据权利要求1所述的一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，所述变径中接头组件(2)在设有扶正器组件(4)的位置处存在变径。

3.根据权利要求1所述的一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，所述变径中接头组件(2)与减震器组件(5)连接的一端开设有减震器安装螺钉孔(12)，所述变径中接头组件(2)与减震器组件(5)通过螺钉连接。

4.根据权利要求1所述的一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，所述变径中接头组件(2)靠近变径承压筒(1)的一端表面开设有第一o型圈槽(13)，第一o型圈槽(13)内装有o型圈；

5.根据权利要求1所述的一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，所述变径中接头组件(2)与扶正器组件(4)的接触面处开设有o型槽(15)。

6.根据权利要求1所述的一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，所述变径中接头组件(2)远离变径承压筒(1)的一端套设有截止帽(16)。

7.根据权利要求1所述的一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，所述变径承压筒(1)的变径处呈弧度变化。

8.根据权利要求1所述的一种随钻居中方位伽马测井仪，其特征在于，所述聚焦型伽马探测器(6)包括壳体(17)和壳体(17)内部的nai晶体(18)，其中，所述nai晶体(18)偏心布置在壳体(17)内部。

9.一种随钻居中方位伽马测井仪的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种随钻居中方位伽马测井仪的测量方法，其特征在于，所述对成像数据压缩包括采用数据压缩算法，将成像数据中的单个扇区数据均压缩至1个字节后进行传输。

技术总结
本发明公开了一种随钻居中方位伽马测井仪及测量方法，能够提高仪器探测效率、减小统计涨落误差，提升储层识别能力，同时提高仪器数据传输效率。包括变径承压筒和变径中接头组件；其中，变径承压筒的扩径端与变径中接头组件相连，变径中接头组件内部安装有高压密封塞，变径中接头组件外部安装有扶正器组件，变径承压筒内装设有聚焦型伽马探测器，聚焦型伽马探测器一端通过减震器组件与变径中接头组件相连，另一端上设置有高分辨率扇区定位传感器，高分辨率扇区定位传感器的信号端连接有电路骨架，电路骨架上安装有电路控制组件，电路骨架另一端连接有防转总成，变径承压筒在高分辨率扇区定位传感器与电路骨架的连接处存在变径。

技术研发人员：宋森,骆庆锋,李安宗,李传伟,陈文辉,王珺,柏爱川,杨居朋,胡凯利,王俊,安旅行,袁晓波,陈辉,葛云龙,陈国兴,杨皓,夏浞然,卫一多
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1