CN101603421B - 石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法 - Google Patents

石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法，该方法是建立钻井液出口流动的封闭检测环境，避免空间辐射的本底干扰、在铅屏蔽管道上合理安置碘化钠检测器，接受伽玛自然辐射量、铅屏蔽管道清障与维护、伽玛辐射数据与图谱的采集、伽玛辐射数据的分析与处理和计算机软件智能解释六个步骤完成。通过该方法其优势表现为：钻井液在钻井过程中是一个闭环的动态循环体，所检测的伽玛辐射变化可以是连续的、在线的，无需定点或定时取样分析；采用本发明的铅管屏蔽体中作流动屏蔽检测，可以最大限度地避免空间伽玛辐射干扰，大幅度提高检测精度；不受钻屑(岩屑)大小影响，克服岩屑真伪难辨的困难。本发明在石油录井工程中有加大的推广远景。

Description

石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法
技术领域
本发明涉及一种石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法，尤其涉及石油钻井现场地质录井工程中的钻井液录井技术。
背景技术
石油地质钻井液录井技术的传统方法中没有钻井液伽玛辐射分析。在石油钻井现场地质录井工程中，目前已有随钻伽玛辐射检测的录井方法。但在国内外这些方法无一例外地都是针对石油钻井过程中由钻井液携带而返出地表的岩屑伽玛辐射检测。岩屑伽玛辐射检测的技术缺陷一是必须通过岩屑的定点的、间断的采样，一包一包岩屑样品的辐射检测来实现，无法知道地层伽玛辐射的连续变化，有效地了解地层的纵向关系；二是大量采集岩屑样品有困难，即便按照行业技术规范需采集500克样品，其样品的伽玛辐射剂量也极其微弱，有时甚至小于空间辐射的本底值；三是随着钻井技术和工艺的发展，岩屑破碎程度极高，岩屑极其细微，很难分辨岩屑粉末的真伪，难以准确通过岩屑来了解地层的伽玛辐射性质。因此，岩屑伽玛辐射检测在大多数情况下难以满足录井工程中判断地层性质的地质要求。
事实上，地层的伽玛辐射来源于地层中的钾、钍、镭三个系列的天然元素。而辐射量反映地层的性质(包括化学成分、物性等)和地层的地质属性(地质年代、地球化学相等)。其中，无论是测井技术或是录井技术，伽玛辐射测量基本上都是针对地层中含量最多的40K，而40K通常均是以钾盐的形式存在于地层中。钾盐在钻井过程中，往往都能溶解于水基钻井液，因此，检测钻井液伽玛辐射值的变化，对于分析所钻遇地层的伽玛辐射量有着极大的意义。
发明内容
本发明目的在于，提供一种石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法，该方法是建立钻井液出口流动的封闭检测环境，避免空间辐射的本底干扰、在铅屏蔽管道上合理安置碘化钠检测器，接受伽玛自然辐射量、铅屏蔽管道清障与维护、伽玛辐射数据与图谱的采集、伽玛辐射数据的分析与处理和计算机软件智能解释六个步骤完成。通过该方法钻井液的伽玛辐射检测的技术优势表现在：钻井液在钻井过程中是一个闭环的动态循环体，所检测的伽玛辐射变化可以是连续的、在线的，无需定点或定时取样分析；采用本发明的铅管屏蔽体中作流动屏蔽检测，可以最大限度地避免空间伽玛辐射干扰，大幅度提高检测精度；不受钻屑(岩屑)大小影响，克服岩屑真伪难辨的困难。本发明在石油录井工程中有加大的推广远景。
本发明所述的一种石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法，按下步骤进行：
a、建立钻井液出口流动的封闭环境，制作钻井液出口流动的铅屏蔽管道，将铅屏蔽管道横向置放于钻井液出口导流槽内，安放位置须确保钻井液能够淹没铅屏蔽管道；
b、在步骤a铅屏蔽管道上安置碘化钠探头检测器，接受伽玛自然辐射量；
c、当石油钻机在起下钻作业期间，应及时将铅屏蔽管道吊升出钻井液出口导流槽，并及时清理淤积物和避免钻井液干结在碘化钠探头检测器的碘化钠晶体的端窗口；
d、连续采集钻井液伽玛辐射量的数据及图谱；
e、钻井液伽玛辐射值与地层实际辐射值之间，找出对应关系，通过在钻遇地层的时间，与钻井液返出地面的时间之间算出对应关系，以及钻井液辐射剂量与地层辐射剂量的倍率两个方面的数据处理，分析钻遇地层的伽玛辐射特性；
f、处理后的钻井液伽玛辐射数据，由录井专用的计算机解释软件编制成解释图件，与相关的录井信息一起，完成地层的综合解释。
步骤a中铅屏蔽管道是由钻井液进口(1)、探头安装口(2)、铅管(3)、探头安装管(4)、喇叭口(5)组成，其中探头安装管(4)固定在铅管(3)的中部，探头安装管(4)的顶端为探头安装口(2)，铅管(3)前端的喇叭口(5)为钻井液进口(1)。
步骤b中碘化钠探头检测器的碘化钠晶体直径不小于5mm，碘化钠探头检测器的探头管尾端应高于钻井液出口导流槽，探头与探头管环空填充密封胶或密封圈。
本发明所述的石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法，是建立钻井液出口流动的封闭环境，避免空间辐射的本底干扰，制作钻井液出口流动的铅屏蔽通道，将铅屏蔽通道横向置放于钻井液出口导流槽内，安放位置须确保钻井液能够淹没铅屏蔽管道，由于铅屏蔽管道较重(约120kg)，可对管道加附吊升支架，以便于管道清障维护；在铅屏蔽管道上安置碘化钠检测器，接受伽玛自然辐射量，碘化钠晶体直径不小于5mm，以尽可能加大接收辐射剂量，碘化钠探头管尾端应高于钻井液出口导流槽，避免钻井液浸入，探头与探头管环空填充密封胶或密封圈，以确保探头有可靠的电器连接和壳体的清洁；铅屏蔽管道清障与维护，当石油钻机在起下钻作业期间，应及时将铅屏蔽管道吊升出钻井液出口导流槽，并及时清理淤积物和避免钻井液干结在碘化钠晶体的端窗口；连续采集钻井液伽玛辐射量的数据及图谱；伽玛辐射数据的分析与处理，钻井液伽玛辐射值与地层实际辐射值之间，须找出对应关系，须在钻遇地层的时间，与钻井液返出地面的时间之间算出对应关系(及信息迟到时间)；钻井液辐射剂量与地层辐射剂量的倍率(可通过测井的自然伽玛数据计算)，通过两个方面的数据处理，才可分析钻遇地层的伽玛辐射特性；计算机软件智能解释，处理后的钻井液伽玛辐射数据，由录井专用的计算机解释软件编制成解释图件，与相关的录井信息一起，完成地层的综合解释。其解释图示意如附图4。
附图说明
图1为本发明铅屏蔽通道结构示意图
图2为本发明铅屏蔽通道安装示意图
图3为本发明钻井液伽玛辐射检测的图谱格式图
图4为本发明钻井液伽玛辐射解释结果示意图
具体实施方式
本发明结合附图进一步描述并给出实施例
本发明所述的石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法，按下步骤进行：
建立钻井液出口流动的封闭环境，制作钻井液出口流动的铅屏蔽通道，将铅屏蔽通道横向置放于钻井液出口导流槽内，安放位置须确保钻井液能够淹没铅屏蔽管道，其中探头安装管4固定在铅管3的中部，探头安装管4的顶端为探头安装口2，铅管3前端的喇叭口5为钻井液进口1，将钻井液入口1导入流动的钻井液7，将铅屏蔽管自然放置在钻井液导流槽6中不会被流动的钻井液冲走，由于铅屏蔽管重量高达120kg，可对管道加附吊升支架，以便于管道清障维护，铅管3前端制成楔型喇叭口5，避免钻井液中的沉砂淤积而堵塞管道；
将碘化钠探头经探头安装口2放入并密封，接受伽玛自然辐射量，碘化钠晶体直径不小于5mm，碘化钠探头管尾端应高于钻井液出口导流槽，使得碘化钠探头不会被钻井液完全浸没，探头端面接触钻井液，而后端高出钻井液液面，以保证电器连接可靠，探头与探头管环空填充密封胶或密封圈，探头连接电缆悬挂在铅屏蔽管吊升支架上，避免钻井液污染；
当石油钻机在起下钻作业期间，应及时将铅屏蔽管道吊升出钻井液出口导流槽，并及时清理淤积物和避免钻井液干结在碘化钠晶体的端窗口；
连续采集钻井液伽玛辐射量的数据及图谱8，数据区连续记录了碘化钠探头采集的每一时刻数据，并按需要输出成记录表格；图谱区连续记录了碘化钠探头采集的每一时刻图谱，并按需要输出成谱图图形。(附图3)
各类岩屑其连续记录的钻井液伽玛辐射值有着明显的差异，钻井液伽玛辐射值与地层实际辐射值之间，找出对应关系，通过在钻遇地层的时间，与钻井液返出地面的时间之间算出对应关系(及信息迟到时间)，以及钻井液辐射剂量与地层辐射剂量的倍率(可通过测井的自然伽玛数据计算)两个方面的数据处理，分析钻遇地层的伽玛辐射特性，(附图4按辐射值绘制的伽玛曲线9，与曲线对应的不同岩石符号10)；
处理后的钻井液伽玛辐射数据，由录井专用的计算机解释软件编制成解释图件，与相关的录井信息一起，完成地层的综合解释。

Claims (3)

1.一种石油钻井液伽玛辐射随钻录井方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
a、建立钻井液出口流动的封闭环境，制作钻井液出口流动的铅屏蔽管道，将铅屏蔽管道横向置放于钻井液出口导流槽内，安放位置须确保钻井液能够淹没铅屏蔽管道；
b、在步骤a铅屏蔽管道上安置碘化钠探头检测器，接受伽玛自然辐射量；
c、石油钻机在起下钻作业期间，应及时将铅屏蔽管道吊升出钻井液出口导流槽，并及时清理淤积物和避免钻井液干结在碘化钠探头检测器的碘化钠晶体的端窗口；
d、连续采集钻井液伽玛辐射量的数据及图谱；
e、钻井液伽玛辐射值与地层实际辐射值之间，找出对应关系，通过在钻遇地层的时间，与钻井液返出地面的时间之间算出对应关系，以及钻井液辐射剂量与地层辐射剂量的倍率两个方面的数据处理，分析钻遇地层的伽玛辐射特性；
f、处理后的钻井液伽玛辐射数据，由录井专用的计算机解释软件编制成解释图件，与相关的录井信息一起，完成地层的综合解释。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a中铅屏蔽管道是由钻井液进口(1)、探头安装口(2)、铅管(3)、探头安装管(4)、喇叭口(5)组成，其中探头安装管(4)固定在铅管(3)的中部，探头安装管(4)的顶端为探头安装口(2)，铅管(3)前端的喇叭口(5)为钻井液进口(1)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b中碘化钠探头检测器的碘化钠晶体直径为5mm，碘化钠探头检测器的探头管尾端应高于钻井液出口导流槽。 
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