[发明专利]一种扫描式放射性井径测量设备及方法

说明书

本发明公开了一种扫描式放射性井径测量方法及设备，其选用一个伽马放射源，在伽马放射源处设置多个准直孔，对应的多个近、远伽马探测器记录散射伽马计数；根据伽马计数是泥浆密度和地层密度加权平均作用的结果，基于泥浆对探测器伽马计数贡献的大小与泥浆间隙有关，两者存在非线性关系；利用伽马探测器记录的沿井眼不同深度处的各方位伽马计数，进而形成对井径大小进行定量评价的方法。通过设置多组准直孔‑探测器的组合，减小了伽马计数统计误差，提高了方位井径数据的准确度；设备在井下以旋转扫描方式进行测量，记录了井下不同深度处各方位井径数据，用于井径成像显示。

技术领域

本发明涉及一种利用核放射方法测量井径的测井设备，以及基于该测量设备的井径测量方法，属于矿场地球物理测井技术领域。

背景技术

随着油气田勘探开发的不断深入，油气藏及储层参数的准确描述是制定油气田开发方案提高采收率和油气产量的关键，而地球物理测井是直接确定地层各参数的主要技术，其中井径测井数据是地应力分析、实时钻井监控、完井水泥体积估算、测井曲线校正、井壁冲刷评价以及储存划分等方面的重要依据。

目前，井径测量方法及设备主要有机械式多臂井径测井及非接触式声波井径测井。其中利用接触式机械多臂井径测量仪测井时，根据井径的变化使各方向的测量臂产生机械位移，井径数据由电缆传到地面进行记录，实现了多方位的井径测量，该仪器重量大，结构相对复杂。非接触式声波井径测量方法主要是通过测量声波脉冲经过泥浆到达井壁再返回过程的时间参数，结合声波在泥浆中传播速度，从而获得井径数据，因此非接触式声波井径测量方法的测量精度依赖于泥浆声速参数和井下环境，如泥浆阻抗、气泡、温度、压力等。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种扫描式放射性井径测量设备，以及基于该设备的井径测量方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种扫描式放射性井径测量设备，包括1个伽马放射源、多个近伽马探测器和多个远伽马探测器，近伽马探测器和远伽马探测器的个数相等，近伽马探测器距离伽马放射源的距离小于远伽马探测器距离伽马放射源的距离；在伽马放射源处开设有多个伽马准直孔，所述伽马准直孔的个数和近伽马探测器或远伽马探测器的个数相等，每一伽马准直孔与一近伽马探测器和一远伽马探测器相匹配，且该伽马准直孔的出口位置与相匹配的近伽马探测器和远伽马探测器处于同一竖直平面。

优选的，所述多个近伽马探测器均位于仪器主体的同一横截面内，近伽马探测器的个数设置为2个、3个或4个，且当近伽马探测器设置2个时，近伽马探测器相互间隔为180°，当近伽马探测器设置3个时，相邻近伽马探测器相互间隔为120°，当近伽马探测器设置4个时，相邻近伽马探测器相互间隔为90°；所述多个远伽马探测器也均位于仪器主体的同一横截面内，相应的远伽马探测器的个数设置为2个、3个或4个，且当远伽马探测器设置2个时，远伽马探测器相互间隔为180°，当远伽马探测器设置3个时，相邻远伽马探测器相互间隔为120°，当远伽马探测器设置4个时，相邻远伽马探测器相互间隔为90°。

优选的，所述近伽马探测器或远伽马探测器分别置于仪器主体的侧向开槽中，并采用铍密封，近伽马探测器和远伽马探测器均采用NaI晶体。

优选的，所述伽马放射源为Cs-137伽马源，伽马射线能量为662KeV，源强1～2Ci；伽马放射源采用高密度金属屏蔽。

优选的，所述伽马准直孔直径为1.2～2.0cm；所述近伽马探测器长度为1.1～2.2cm，直径为1.5～2.4cm，距离伽马放射源15～22cm；远伽马探测器长度为3.3～5.2cm，直径为2.9～3.3cm，距离伽马放射源35～45cm。

优选的，所述仪器主体连接有驱动其轴向旋转的动力装置。

利用上述设备进行扫描式放射性井径测量的方法，包括以下步骤：