[发明专利]用于检查地下管道的方法

说明书

位于设置在地下井孔中的管道上或其附近的物质可通过监测从该物质散射的伽玛射线而进行检测和/或识别它们的存在。这些物质包括管道侧壁上的沉积物和包含在管道中的液体。沉积物的示例包括沥青质、石蜡、污垢、沙砾等等。伽玛射线有策略地从设置在管道中的工具导向至管道的侧壁附近。某些伽玛射线从管道附近的物质散射，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。

相关申请的交叉引用

本申请是延续部分并要求享有于2011年12月21日提交的待审美国申请No.13/332,543的权益，该申请是2009年7月1日提交的美国申请No.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。

背景

1．发明领域

本发明总地涉及检查地下井孔中的管道。更具体地说，本发明涉及一种装置和方法，其使用辐射源来检查地下管道，并使用辐射检测器来检测或识别沉积在管道中和/或其附近的不受欢迎或极坏的物质的存在。

2．现有技术的描述

用于生产碳氢化合物的地下井孔通常以套管柱作为内衬，其粘固在与井孔相交的岩层上。还可在第一套管柱中插入内套管柱，并将其粘固在合适位置上。从油井生产出的流体在生产管中流向地面，生产管插入在内套管柱的内部。在典型油井的寿命中，可能要除去生产管，从而在油井中执行修补、修理或流动增强操作。有时还可能需要除去套管的一部分或全部。

通常钻井流体填充在同心管道之间的环形空间中。钻井流体中的颗粒，例如重晶石可能随着时间沉积或沉积下来，并形成水泥状物质，其与同心管道粘结在一起，并阻碍了从井孔除去内管道。虽然刀具可切开管道，从而可除去未粘住的部分，但如果在管道粘附在一起的地方以下的深度进行切割的话也不能除去管道。或者，太浅的切割可能留下不合适宜的很长的自由管子部分，其在粘附点上面延伸。与重质碳氢化合物相混合的沥青质或沙砾可能在生产管道内部形成堵塞，其将限制油井的生产能力。贯穿生产管的废物筐、环规和虚拟工具已经用于寻找堵塞。

发明内容

本发明公开了一种检查地下井孔中的管道的方法。在一个示例中，该方法包括将辐射从定位在测井工具中的放射源引导至相邻的管道侧壁中，检测从与管道相邻的环面的材料散射的辐射，估算所检测的辐射的比率和能量，并基于所检测的辐射的比率和能量而识别出该物质。在一个示例中，辐射是伽马射线，并且源是¹³⁷Cs伽马射线源，其具有大约662keV的能量。在这个示例中，康普顿散射辐射在检测时具有大约250keV至大约650keV能量。在一个示例中，检测的步骤利用轴向偏离源的检测器来执行。发射出的辐射可从源处以基本圆锥形的图案进行导向，其中所检测的辐射的能量依赖于辐射的散射角。该物质可能是位于环面中并且粘附在管道上的沥青质、沉积在与管道相邻的环面中的污垢、管道上的沙砾以及其组合。该方法还可包括估算物质的位置，并基于识别物质和估算物质位置的步骤而有助于从管道上除去物质。可选地，该物质可能是位于管道内部或沉积在管道中的生产流体，其中管道是生产管。

这里还提供了一种对地下井孔进行成像的方法。在这个示例方法中，提供了测井仪，其具有辐射源和散射辐射检测器。在这个示例中，该方法还包括在插入井孔的管道中引入测井仪，引导来自源的辐射，使得某些辐射从与管道相邻的材料散射，从而限定散射辐射，利用散射辐射检测器检测散射辐射，并基于所测散射辐射的比率和能量而识别出该物质。可选地，提供了圆锥形的导向器，其靠近辐射源并定位在测井仪中，使得导向器的顶点朝着源进行导向，并且导向器具有与管道轴线基本平行的轴线。在一个备选实施例中，散射辐射的能量与所检测的辐射的散射角相对应。在一个示例中，该材料是沥青质、石蜡、污垢、沙砾的一种或多种或其组合。

附图说明

上面已经陈述了本发明的某些特征和好处，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：