[发明专利]一种基于柔性复合材料的井下辅助测量装置

说明书

本发明提供一种基于柔性复合材料的井下辅助测量装置，属于中子测井技术领域，由含5％～15％无碱玻璃纤维的注塑级增强尼龙6材料制成，包括紧密相连的圆台状或偏心圆台状的上主体和圆柱状的下主体，上主体和下主体对应的中心或偏心设有直径小于等于上主体上底面直径的通孔，用于放置测井仪器；上主体的侧面设有固定槽，用于安装固定测井仪器。本发明采用的含5％～15％无碱玻璃纤维的注塑级增强尼龙6材料的含氢量与水接近，无需注入钻井液，减少对井壁的侵蚀；含有的硼对热中子具有较高的俘获截面，有利于测井仪器探测热中子；装置耐热性能好，抗腐蚀能力强，柔韧性好，可匹配不同井径变化和适应复杂井下环境。

技术领域

本发明属于中子测井技术领域，具体涉及一种基于柔性复合材料的井下辅助测量装置。

背景技术

中子孔隙度测井是一种利用放射源勘探地层孔隙度的地球物理测井方法。由放射源出射的快中子穿透钻井液、套管、水泥等成分，与地层介质发生一系列非弹性散射、弹性散射和俘获反应，根据探测器接收的信号，对地层成分和性质进行分析。由于氢和中子的质量数最为接近，因此氢对中子的慢化效果最强，对中子测井影响最大。而岩石骨架不含氢，地层中的氢主要存在于地层孔隙内的流体中，如水、天然气、石油等，通过仪器测量地层含氢量，即可获得地层孔隙度。根据双群扩散理论，在无限均匀的介质中，采用两个不同的源距探测器探测不同位置的热中子计数，可以得到热中子分布关系：

其中，N_t为热中子计数；r₁、r₂分别为长源距探测器源距和短源距探测器源距；L_s为中子扩散长度。由上式可以看出，热中子计数比只与地层减速性质(L_s)有关。

在实际测井中，通常加入较高密度的钻井液，以增加液柱压力，防止井喷井涌事故，同时，增加钻井液的矿化度，使得井壁的水分因井壁和钻井液之间的浓度差扩散至钻井液，部分微粒可以贴在井壁上，以保持井壁稳定。尤其是在气井中，必须在井中填充钻井液，否则会导致测量结果出现很大偏差。但是，钻井液存在浸蚀井壁，造成井的扩径或塌陷的问题，时间越长，浸蚀越严重。

更进一步地，可以通过下套管，浇注水泥的方式测井，以保持井壁稳定，减少对井下复杂情况的处理，避免采用故障预防措施，可有效防止漏失和井控事故。然而，套管井环境参数对仪器测量响应的影响、水泥固井质量的评估都对其实际应用产生了巨大限制。水泥胶结不好，或水泥、套管厚度过大，都会大大降低测井结果的可信度。同时，水泥密度、水泥厚度、水泥成分等井下水泥信息通常是未知的，获取井下水泥的具体信息难度很大，因此存在水泥固井质量评估技术研究不足的问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的钻井液浸蚀和水泥固井质量评估技术研究不足的问题，本发明提出了一种基于柔性复合材料的井下辅助测量装置，以替代钻井液，辅助并保护测井仪器完成中子测井。

本发明具体技术方案如下：

一种基于柔性复合材料的井下辅助测量装置，其特征在于，由含5％～15％无碱玻璃纤维的注塑级增强尼龙6材料制成；所述井下辅助测量装置包括紧密相连的圆台状或偏心圆台状的上主体和圆柱状的下主体，上主体和下主体对应的中心或偏心设有直径小于等于上主体上底面直径的通孔，用于放置测井仪器；上主体的侧面设有固定槽，用于安装固定测井仪器。

进一步地，所述下主体的外径为待测井的最大井径。

进一步地，所述通孔的直径为测井仪器的直径的90％～95％，以通过挤压和摩擦，紧固测井仪器，满足对测井仪器不同位置测量的要求。

进一步地，所述下主体的高度比测井仪器的长度长5～10cm，起到保护测井仪器的作用。