掃描式伽馬-伽馬管柱厚度及水泥環(huán)密度測(cè)井儀研究.pdf

1、套管注水泥是油氣井建設(shè)中的一個(gè)重要的階段，為了可靠地隔離開(kāi)地層并且把儲(chǔ)層同剖面的其它部分隔離開(kāi)，就必須進(jìn)行固井。成功地完成這一階段的作業(yè)關(guān)系到以后的油氣井的產(chǎn)能，最終關(guān)系到開(kāi)采的成本。此外，在油井的開(kāi)采過(guò)程中，套管技術(shù)狀況和注水泥質(zhì)量的監(jiān)測(cè)也是礦場(chǎng)地球物理的一個(gè)最重要的任務(wù)。從目前的固井作業(yè)狀況來(lái)看，無(wú)法保證全井段固井質(zhì)量全部合格可靠，因此固井質(zhì)量的檢測(cè)和評(píng)價(jià)是一個(gè)長(zhǎng)期的研究課題。傳統(tǒng)的利用聲波的方法評(píng)價(jià)固井質(zhì)量的測(cè)井儀只能判斷水泥與套

2、管的I 界面和水泥與井壁的II 界面的膠結(jié)質(zhì)量，而不能判斷水泥環(huán)內(nèi)部膠結(jié)質(zhì)量的好壞。 本文設(shè)計(jì)了一種新型的固井質(zhì)量檢測(cè)測(cè)井儀—掃描式伽馬-伽馬管柱厚度和水泥環(huán)密度測(cè)井儀，該測(cè)井儀是一種在固井質(zhì)量評(píng)價(jià)中用于測(cè)量套管外水泥環(huán)密度及套管厚度、套管偏心度等的測(cè)井儀器。在套管技術(shù)狀況監(jiān)測(cè)和油、氣井注水泥質(zhì)量監(jiān)測(cè)中能夠確定套管壁厚；劃分接箍和評(píng)價(jià)接箍的狀況；確定套管相對(duì)井軸的偏心度；確定套管扶正器和管鞋分布的深度；發(fā)現(xiàn)套管的缺陷；確定射孔眼

3、的分布位置和數(shù)量；確定管外空間水泥環(huán)的高度；發(fā)現(xiàn)水泥環(huán)中的缺陷以及確定缺陷的類(lèi)型；確定水泥環(huán)的密度；評(píng)價(jià)管外空間封堵的程度和流體管外竄槽的可能性。 本文研究了掃描式伽馬-伽馬管柱厚度及水泥環(huán)密度測(cè)井儀的工作原理，在此基礎(chǔ)上提出了井下儀器的結(jié)構(gòu)及硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)計(jì)思想，硬件電路采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，從伽馬探測(cè)器設(shè)計(jì)開(kāi)始，循序漸進(jìn)，逐步完成高壓電源設(shè)計(jì)、變壓器設(shè)計(jì)、低壓電源設(shè)計(jì)、脈沖整形電路設(shè)計(jì)、角度、溫度測(cè)量單元設(shè)計(jì)

4、、纜壓、角度、溫度信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)、遙測(cè)單元設(shè)計(jì)、傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)。在這些設(shè)計(jì)完成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了下位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，分別完成了纜壓測(cè)量子程序、溫度、角度測(cè)量子程序、串行發(fā)送、接收子程序、伽馬探頭數(shù)據(jù)采集子程序、曼徹斯特編碼及發(fā)送子程序。最后進(jìn)行了掃描式伽馬-伽馬管柱厚度和水泥環(huán)密度測(cè)井儀的系統(tǒng)調(diào)試和測(cè)井試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，掃描式伽馬-伽馬管柱厚度及水泥環(huán)密度測(cè)井儀工作穩(wěn)定，各探頭計(jì)數(shù)率準(zhǔn)確，可以獲得準(zhǔn)確的測(cè)井資料，它既適用于采用一般水泥密度