CN104747181B - 随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置，包括确定敏感区内径和外径敏感区径向范围检测机构及确定敏感区的两侧边界的敏感区轴向范围检测机构所述敏感区径向范围检测机构和敏感区轴向范围检测机构套装在所述探头上。本申请通过实体结构实际检测标定核磁共振的敏感区域，提高测井精度。解决了现有的探头敏感区标定通过计算机模拟确定，其与实际标定有差距的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油勘探技术领域，特别是涉及一种随钻核磁探测仪测井过程中的探头敏感区域标定检测装置。
背景技术
随钻核磁共振测井仪是利用核磁共振原理测量油井周围的地层情况，从而探测地层中与油气特征相关的信息，其主要通过探头形成磁场并采集共振信号，进而根据共振信号对赋存在地层岩石孔隙中的流体进行分析，以直接测量储层流体中氢核的密度，并可将利用核磁共振信号获得的核磁数据直接转换为视含水孔隙度，还可以确定储层中不同流体的存在、含量及流体的相关特性。
核磁共振测井仪的钻头包括主磁体和天线，主磁体形成静磁场的方向和天线发射脉冲所形成的脉冲磁场的方向在探头中间位置的横截面上相互垂直，即，在地层对应位置处形成环形的、可产生核磁共振的敏感区域。
现有随钻核磁仪测井仪的探测敏感区确定尚无实际的物理装置，一般基于软件理论仿真计算，通过仿真软件基于实际磁体结构、强度及布局模拟仿真出其理论的探测敏感区域，尽管具有一定的指导性，但终归与实际探测敏感区存在一定的误差。
发明内容
本发明提供一种随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置，其目的是通过实体结构实际检测标定核磁共振的敏感区域，提高测井精度。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置，包括，
敏感区径向范围检测机构，其确定敏感区内径和外径；
敏感区轴向范围检测机构，其确定敏感区的两侧边界；
所述敏感区径向范围检测机构和敏感区轴向范围检测机构套装在所述探头上。
进一步地，所述敏感区径向检测机构包括，
固定结构；所述固定结构上有固定所述检测管的安装孔；所述安装孔同心圆周等间距分布；
若干根检测管；所述检测管先从内周安装孔插起逐圈向外插入所述安装孔中，同时随钻核磁测井仪配合检测孔隙度值，当随钻核磁测井仪检测到的孔隙度值开始增加时，检测管正在插入的所述安装孔所在圆周为径向内边界，继续向外插检测管，同时随钻核磁测井仪配合检测孔隙度值，当随钻核磁测井仪检测到的孔隙度值不再变化时，检测管正在插入的所述安装孔所在圆周的前一圆周为径向外边界。
进一步地，所述固定结构包括相对设置的第一面板、第二面板和支撑结构，
所述第一面板和所述第二面板相对设置，两者中心对应开有套装所述探头的中心孔；
所述支撑结构支撑在所述第一面板和所述第二面板之间使所述第一面板和所述第二面板相对固定。
进一步地，所述安装孔在所述第一面板和所述第二面板的上部和下部均为半圆周分布，且相邻圆周分别布设上半圆周安装孔和下半圆周安装孔。
进一步地，所述第一面板和所述第二面板上有安装定位机构。
进一步地，所述安装定位机构包括开设在所述第一面板上的第一缝隙、开设在所述第二面板上的第二缝隙，所述第一缝隙和所述第二缝隙垂直。
进一步地，所述安装孔的直径与敏感区径向标定精度成反比。
进一步地，所述敏感区轴向范围检测机构包括使所述第一面板和第二面板相对运动的移动机构；所述移动机构施加于所述第一面板上，并与所述支撑结构耦合。
进一步地，所述移动机构推动所述第一面板向所述第二面板移动，并同时配合所述随钻核磁探测仪检测回波孔隙度值，当检测的回波孔隙度值开始变小时的所述支撑结构上的位置为一侧边界；移动机构继续推动所述第一面板向所述第二面板移动，当检测的回波孔隙度值不再变化且保持一个很低的值时，所述支撑结构上的位置为另一侧边界。
进一步地，所述移动结构包括螺母和位于所述支撑结构端部的螺纹，所述螺母位于所述第一面板和所述第二面板区段，并通过调整所述螺母位置使所述第一面板和所述第二面板产生相对移动。
进一步地，所述敏感区轴向范围检测机构，还包括与所述支撑结构耦合的刻度尺。
进一步地，所述刻度尺的精度与所述敏感区轴向范围检测机构的精度成正比。
进一步地，所述标定检测装置的所有构件均采用绝缘材料制作而成。
进一步地，所述检测管为装满液体的玻璃管。
本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过真实可见的标定检测装置通过实际测试从而直观标定随钻核磁仪器的实际探测敏感区有效解决了现有的随钻核磁仪探头的探测敏感区实测精确标定的难题。
另外，本发明所述标定检测装置的标定精度可通过调整安装检测管的安装孔的直径及刻度尺的精度来调整，有利于随钻核磁探测参数的准确标定及优化改进测试。
此外，径向范围的确定通过插测试管的圈数来确定，可适用于多种不同随钻核磁测井仪敏感区的确定，具有通用性。
附图说明
图1是标定检测装置轴测图；
图2是标定检测装置第二面板后视图；
附图标记：1-上半板、2-下半板、3-左半板、4-右半板、5-第一锁紧装置、6-第二锁紧装置、7-第一缝隙、8-第二缝隙、9-上安装孔、10-下安装孔、11-中心孔、12-检测管、13-支杆、14-螺母、15-左安装孔、16-右安装孔。
具体实施方式
为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明提供一种实体随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置，用于进行随钻核磁探测仪的探头敏感区域的立体空间的检测和标定，包括敏感区径向范围检测机构，其通过逐步确定敏感区最外径边界；敏感区轴向范围检测机构，其通过沿探头轴向移动确定敏感区的两侧边界；所述敏感区径向范围检测机构和敏感区轴向范围检测机构套装在所述探头上。
敏感区径向检测机构包括固定结构；所述固定结构上有固定所述检测管的安装孔；所述安装孔同心圆周等间距分布；若干根检测管；所述检测管先从内周安装孔插起逐圈向外插入所述安装孔中，同时随钻核磁测井仪配合检测孔隙度值，当随钻核磁测井仪检测到的孔隙度值开始增加时，检测管正在插入的所述安装孔所在圆周为径向内边界，继续向外插检测管，同时随钻核磁测井仪配合检测孔隙度值，当随钻核磁测井仪检测到的孔隙度值不再变化时，检测管正在插入的所述安装孔所在圆周的前一圆周为径向外边界。
本实施例中，敏感区径向范围检测机构和敏感区轴向范围检测机构组装成一体结构。其中，敏感区径向范围检测机构的固定结构包括相对设置的第一面板、第二面板和支撑结构，所述第一面板和所述第二面板相对设置，两者中心对应开有套装所述探头的中心孔；所述支撑结构支撑在所述第一面板和所述第二面板之间使所述第一面板和所述第二面板相对固定。所述敏感区轴向范围检测机构包括使所述第一面板和第二面板相对运动的移动机构；所述移动机构施加于所述第一面板上，并与所述支撑结构耦合。移动机构推动所述第一面板向所述第二面板移动，并同时配合所述随钻核磁探测仪检测回波孔隙度值，当检测回波孔隙度值的回波孔隙度值开始变小时的所述支撑结构上的位置为一侧边界；移动机构继续推动所述第一面板向所述第二面板移动，当检测回波孔隙度值的回波孔隙度值不再变化且保持一个很低的值时，所述支撑结构上的位置为另一侧边界。
参见图1和图2，一种实体随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置包括相对设置的第一面板A、第二面板B、支撑在第一面板A和第二面板B之间的四根支杆13，支杆13穿出第一面板A和第二面板B端通过螺母14固定。第一面板A为上半板1、下半板2对拼并通过第一锁紧装置5固定为一体，上半板1和下半板2之间预留有第一缝隙7；第二面板B为左半板3、右半板4对拼并通过第二锁紧装置6固定为一体，左半板3和右半板4之间预留有第二缝隙8，组装时，第一缝隙7和第二缝隙8垂直，可以保证第一面板A和第二面板B之间的安装紧密度。为了将标定检测装置固定在探头上，第一面板A和第二面板B中心对应开有中心孔11，探头穿过中心孔11。上半板1上有若干圈等间距布置的上安装孔9、下半板2上有若干圈等间距布置的下安装孔10，上半板1上的上安装孔9圈之间的间距与下半板2上的下安装孔10之间的间距相等，且上下对应的一组上安装孔9和下安装孔10(如图2中的最内圈的上安装孔9和下安装孔10)不在同一圆周上(图2中，a1表示上安装孔9直径，a2表示下安装孔10直径，a1不等于a2)，所有的上安装孔9和下安装孔10均按上述特点分布。此分布方式是为了增加其敏感区探测厚度的测量精度，而上下板开孔错开的话，会增加一个探测圆周直径尺寸，比如上半板相邻两个圆周开孔插入装有硫酸铜溶液的玻璃管，测试孔隙度出现变化，只能说明在上半板两个开孔之间的圆周直径中信号敏感，但是增加下半板后，在上半板两个相邻圆周直径开孔错开放置玻璃管，则会在下半板错开的开孔处测试得到在上半板相邻两个开孔中间区域的信号，从而增加其探测敏感区的检测精度。
同样的，左半板3上有若干圈等间距布置的左安装孔15，右半板4上有若干圈等间距布置的右安装孔16，左半板3上的左安装孔15所在圆周之间的间距、右半板4上的右安装孔16所在圆周之间的间距以及上半板1上的上安装孔9圈之间的间距与下半板2上的下安装孔10之间的间距均相等，且左右对应的一组左安装孔15和右安装孔16不在同一圆周上，所有的左安装孔15所在圆周和右安装孔16所在圆周均按上述特点分布。组装后，第一面板A和第二面板B上的同一位置的安装孔一一对应。
在具体实施时，中心孔11的直径根据随钻核磁探头直径设计，保证紧密包裹随钻核磁探头部分即可。
在具体实施时，可根据敏感区径向标定精度的要求，确定安装孔的直径，精度要求越高，所述安装孔的直径越小。本实施例中，安装孔的直径与在上下两个半板相邻安装孔开孔组的坐标相差值(即上下两个半板相邻开孔组圆周坐标半径间距或者差值)相等。如果要求探测敏感区精度达到0.5cm，则可将一系列的圆周开孔组直径设计成0.5cm，如图1所示，上下两个半板上圆环开孔组并不处于同一直径坐标上，正好相错一个直径，如0.5cm。
在具体实施时，为了直观度量敏感区的轴向范围，所述敏感区轴向范围检测机构，还包括与所述支撑结构耦合的刻度尺。所述刻度尺的最小刻度与所述敏感区轴向范围检测机构的精度成正比，单位可以根据测试探头敏感区范围采用公制mm，或者英制inch为单位，类似于一把长度标尺。
在具体实施时，所述标定检测装置的所有构件均采用绝缘性能较好的非金属材料制作而成比如塑料等。采用绝缘材料可有效避免金属物质对随钻核磁探头天线线圈的影响，保证标定探测结果的精度与准确。
在具体实施时，所述检测管为装满液体的玻璃管，玻璃管内液体可以为纯净水或者硫酸铜溶液等。
在具体实施时，上述标定检测装置所有材料均采用非金属材料，有效避免金属物质对随钻核磁探头天线线圈的影响，保证标定探测结果的精度与准确。
参见图1，采用上述敏感区标定检测装置进行探头敏感区径向范围检测过程如下：
将一系列直径相同，长度正好等于第一面板A和第二面板B之间距离的检测管(检测管可为玻璃管装满纯净水或者硫酸铜溶液，并密封好)，插入内径最小的安装孔圈，并启动随钻核磁仪器开始测试原始回波串孔隙度值，然后再插比内径最小的安装孔圈内径稍大的与其相邻圈的半圈安装孔内插检测管(每次插满半圈内径相等的安装孔)，如图1所示，先插最内圈的下安装孔10，然后插比最内圈的下安装孔10稍大的与其相邻圈的上安装孔9。启动随钻核磁仪器并观察随钻核磁仪器测试的孔隙度值。依次类推，下半板2和上半板1交替插入检测管，并随时观察随钻核磁仪器测试的孔隙度值，当随钻核磁探测的孔隙度值开始增加时，记录下此时插入检测管的安装孔所在圆周的直径坐标值作为该仪器探头的探测敏感区厚度内径值。然后继续下半板2和上半板1交替插入检测管12，并随时观察随钻核磁仪器测试的孔隙度值，直至当检测管12插入某个安装孔所在圆周时随钻核磁仪器记录的孔隙度值不再变化，记录下前一次插入检测管12的所在圆周直径坐标值作为探测敏感区厚度的外径值。至此完成对该随钻核磁探头的探测敏感区径向区域的实际标定测试。
需要说明的是，标定精度取决于该装置上的安装孔直径大小，如果希望标定精度更高，可以将安装孔直径缩小到要求的精度即可，检测管12直径也相应变化即可。
标定检测随钻核磁仪器的探测敏感区轴向的边界(即仪器最小垂直分辨率)过程如下：
首先保证该装置所有安装孔内均插有检测管12，且该装置位于随钻核磁仪器探头对应正中位置，如图1所示，将第一面板A外侧的四个螺母14同时同方向旋转，挤压第一面板A，第一面板A推动检测管12从第二面板B外侧面穿出，同时启动随钻核磁仪并观察回波孔隙值，当四个螺母14旋转到一定位置后，且观察到的回波孔隙度值开始变小时，记录下此时支杆13上的长度刻度值，作为随钻核磁探头探测敏感区轴向的一侧边界值。继续旋转螺母14推动检测管12往第二面板B移动直至随钻核磁探测回波孔隙度值不再变化且保持一个很低的值时，记录下此时支杆13的度刻度值，作为随钻核磁探头探测敏感区轴向的另一侧边界值，这两个轴向边界值之差即为随钻核磁探测敏感区沿探头轴向的敏感区长度范围即随钻核磁仪器的最小探测垂直分辨率值。至此通过该装置可以精确标定与实测随钻核磁仪器的实际探测敏感区域。
需要说明的是，随钻核磁探测敏感区沿探头轴向的敏感区范围的确定，与支杆13上的长度标识值的最小刻度有关，当支杆13上的长度标识值的最小刻度越小，随钻核磁探测敏感区沿探头轴向的敏感区长度值精度越高。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。
Claims (13)
1.一种随钻核磁探测仪的探头敏感区标定检测装置，其特征在于：包括，
敏感区径向范围检测机构，其确定敏感区内径和外径；
敏感区轴向范围检测机构，其确定敏感区的两侧边界；
所述敏感区径向范围检测机构和敏感区轴向范围检测机构套装在所述探头上；
所述敏感区径向检测机构包括：固定结构和若干根检测管；
所述固定结构上有固定所述检测管的安装孔；所述安装孔同心圆周等间距分布；
所述检测管先从所述安装孔的内周插起逐圈向外插入所述安装孔中，同时随钻核磁测井仪配合检测孔隙度值，当随钻核磁测井仪检测到的孔隙度值开始增加时，检测管正在插入的所述安装孔所在圆周为径向内边界，
继续向外插检测管，同时随钻核磁测井仪配合检测孔隙度值，当随钻核磁测井仪检测到的孔隙度值不再变化时，检测管正在插入的所述安装孔所在圆周的前一圆周为径向外边界。
2.如权利要求1所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述固定结构包括相对设置的第一面板、第二面板和支撑结构，
所述第一面板和所述第二面板相对设置，两者中心对应开有套装所述探头的中心孔；
所述支撑结构支撑在所述第一面板和所述第二面板之间使所述第一面板和所述第二面板相对固定。
3.如权利要求2所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述安装孔在所述第一面板和所述第二面板的上部和下部均为半圆周分布，且相邻圆周分别布设上半圆周安装孔和下半圆周安装孔。
4.如权利要求2所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述第一面板和所述第二面板上有安装定位机构。
5.如权利要求4所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述安装定位机构包括开设在所述第一面板上的第一缝隙、开设在所述第二面板上的第二缝隙，所述第一缝隙和所述第二缝隙垂直。
6.如权利要求1所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述安装孔的直径与敏感区径向标定精度成反比。
7.如权利要求2所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述敏感区轴向范围检测机构包括使所述第一面板和第二面板相对运动的移动机构；所述移动机构施加于所述第一面板上，并与所述支撑结构耦合。
8.如权利要求7所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述移动机构推动所述第一面板向所述第二面板移动，并同时配合所述随钻核磁探测仪检测回波孔隙度值，当检测的回波孔隙度值开始变小时的所述支撑结构上的位置为一侧边界；移动机构继续推动所述第一面板向所述第二面板移动，当检测的回波孔隙度值不再变化且保持一个很低的值时，所述支撑结构上的位置为另一侧边界。
9.如权利要求7所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述移动机构包括螺母和位于所述支撑结构端部的螺纹，所述螺母位于所述第一面板和所述第二面板区段，并通过调整所述螺母位置使所述第一面板和所述第二面板产生相对移动。
10.如权利要求9所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述敏感区轴向范围检测机构，还包括与所述支撑结构耦合的刻度尺。
11.如权利要求10所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述刻度尺的精度与所述敏感区轴向范围检测机构的精度成正比。
12.如权利要求1至11任意一项所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述标定检测装置的所有构件均采用绝缘材料制作而成。
13.如权利要求1至11任意一项所述的敏感区标定检测装置，其特征在于：所述检测管为装满液体的玻璃管。
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- 2015-01-26 CN CN201510038956.5A patent/CN104747181B/zh active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104747181A (zh) | 2015-07-01 |
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