井下检测系统及其方法

申请号 CN201610618892.0 申请日 2016-07-29 公开(公告)号 CN106246124A 公开(公告)日 2016-12-21
申请人 中国石油天然气股份有限公司; 发明人 李宁; 王克文; 孙文杰; 武宏亮; 冯周; 梁明星; 冯庆付;
摘要 本 发明 公开了一种井下检测系统及其方法。该井下检测系统包括:环形 钻铤 ;两个封隔器,两个封隔器沿纵向布置;各个封隔器用于将环形钻铤与井壁之间密封;设置在环形钻铤内且位于两个封隔器之间的CT组件,CT组件包括具有扫描腔室的本体;钻孔器,钻孔器能相对环形钻铤运动进而对井壁进行取样。通过在钻铤中设置钻孔器和CT组件,进而可以实现 岩石 样本取样后能直接进行微CT的检测,避免了因为测量环境的不同而对岩石样本的结果具有的一定影响。
权利要求

1.一种井下检测系统,其特征在于,所述井下检测系统包括:
环形钻铤
两个封隔器,两个所述封隔器沿纵向布置;各个所述封隔器用于将所述环形钻铤与井壁之间密封;
设置在所述环形钻铤内且位于两个所述封隔器之间的CT组件,所述CT组件包括具有扫描腔室的本体,所述本体的内侧壁上设置有射线源,所述本体上设置有与所述扫描腔室连通的开口;
钻孔器,所述钻孔器能相对所述环形钻铤运动,并能自所述扫描腔室伸出所述开口。
2.根据权利要求1所述的井下检测系统,其特征在于,所述CT组件为微CT。
3.根据权利要求1所述的井下检测系统,其特征在于,所述钻孔器套设在所述CT组件内,所述钻孔器能相对所述本体滑动。
4.根据权利要求1所述的井下检测系统,其特征在于,所述扫描腔室为轴线横向设置的圆柱形腔室,当所述射线源对样本进行扫描时,样本的轴线与圆柱形腔室的轴线重合。
5.根据权利要求4所述的井下检测系统,其特征在于,所述CT组件包括设置在内侧壁上且与所述射线源相对应设置的保护件。
6.根据权利要求5所述的井下检测系统,其特征在于,所述保护件包括设置在所述射线源上的第一保护件,以及与所述第一保护件相对设置的第二保护件。
7.根据权利要求5所述的井下检测系统,其特征在于,所述CT组件包括与所述钻孔器相适配的支架,所述支架能相对所述钻孔器运动,进而能获取所述钻孔器取样得到的岩石样本,并将岩石样本传送到所述CT组件的扫描位置上。
8.根据权利要求7所述的井下检测系统,其特征在于,所述支架的材质为纤维
9.根据权利要求1所述的井下检测系统,其特征在于,所述钻孔器包括主钻头
10.根据权利要求9所述的井下检测系统,其特征在于,所述主钻头包括从外到内依次套设的第一钻头、第二钻头以及第三钻头,所述第一钻头、第二钻头和第三钻头的任意两个之间能相对移动。
11.根据权利要求10所述的井下检测系统,其特征在于,所述第一钻头的内径为2.2~
2.6cm之间;
所述第二钻头的内径为1.1~1.3cm之间;
所述第三钻头的内径为0.5~0.7cm之间。
12.根据权利要求11所述的井下检测系统,其特征在于,所述钻孔器包括与所述主钻头并列设置的快速转头。
13.根据权利要求12所述的井下检测系统,其特征在于,所述快速转头的内径为0.1~
0.25mm之间。
14.根据权利要求1所述的井下检测系统,其特征在于,所述钻孔器包括液压达,所述液压马达用于驱动所述钻孔器转动从而进行取样。
15.根据权利要求1所述的井下检测系统,其特征在于,所述井下检测系统包括:
设置在所述环形钻铤内的储存组件,所述储存组件内形成有储存岩石样本的腔室,所述环形钻铤内设置有连通所述腔室与所述钻孔器的通道,岩石样本可以通过通道传送到所述腔室内。
16.根据权利要求1所述的井下检测系统,其特征在于,所述CT组件包括控制装置和数据采集装置。
17.一种井下检测方法,其特征在于,包括:
将井下检测系统下入到井下的预定位置;
井下检测系统下入到井下的预定位置后,启动钻孔器对岩石进行取样;
在钻孔器获取岩石样本后,钻孔器将岩石样本传送到CT组件内,CT组件对岩石样本进行检测。
18.根据权利要求17所述的井下检测方法,其特征在于,下入到井下的预定位置的步骤包括:井下检测系统下入到井下的预定位置后,封隔器进行坐封,封隔器与井壁贴紧,使得环形钻铤被固定在预定的位置,且环形钻铤与井壁以及封隔器之间形成一密闭空间
19.根据权利要求17所述的井下检测方法,其特征在于,岩石取样的步骤包括:
将取样器的第一钻头钻入井壁,钻入预定深度后,震动第一钻头进而将第一钻头内的岩石柱塞打断并排出;
岩石柱塞从第一钻头中排出后,保持第一钻头的位置,将第二钻头从第一钻头内伸出,进而钻入井壁;钻入预定深度后,震动第二钻头进而将第二钻头内的岩石柱塞打断并排出;
岩石柱塞从第二钻头中排出后,保持第二钻头的位置,将第三钻头从第二钻头内伸出,进而钻入井壁;钻入预定深度后,震动第二钻头进而将第二钻头内的岩石柱塞打断进而获取岩石样本。
20.根据权利要求17所述的井下检测方法,其特征在于,CT组件对岩石样本进行检测的步骤包括:
支架相对本体运动,进而获取第三钻头取样得到的岩石样本,并将岩石样本移送到CT组件的圆柱形腔室内的扫描位置;
岩石样本位于扫描位置后,启动射线源对岩石样本进行检测。
21.根据权利要求17所述的井下检测方法,其特征在于,岩石取样的步骤包括:
将取样器的快速钻头钻入井壁,钻入预定深度后,震动快速钻头进而将快速钻头内的岩石柱塞打断进而获取岩石样本。
22.根据权利要求21所述的井下检测方法,其特征在于,CT组件对岩石样本进行检测的步骤包括:
支架相对本体运动,进而获取快速钻头取样得到的岩石样本,并将岩石样本移送到CT组件的圆柱形腔室内的扫描位置;
岩石样本位于扫描位置后,启动射线源对岩石样本进行检测。

说明书全文

井下检测系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及复杂储层的勘探领域,尤其涉及一种井下检测系统及其方法。

背景技术

[0002] 近年来,随着精密仪器、计算机以及控制技术的快速发展,CT(Computed Tomography)技术的应用领域已经从最初的医学领域扩展到材料科学、生命科学以及与多孔介质孔隙结构有关的储层岩石研究之中。
[0003] CT可以对储层岩石样品进行扫描,进而得到储层岩石的孔隙结构图像。研究人员首先将钻井取心所得到的岩心经过一定的加工处理后,在实验室的条件下进行CT扫描,然后利用相关的数据处理软件对CT获取的图像数据进行分析和重构,进而获得三维岩石图像;最后对三维岩石图像上的反映岩石孔隙结构的信息进行提取,如孔隙半径、配位数、喉道半径等。
[0004] 尽管现有的CT扫描技术在很大程度上能获取储层岩石孔隙结构的图像以及结构信息,但仍存在一些问题:
[0005] (1)现有的CT测量均在实验室进行测量,而不是原位测量。这种测量环境的不同对测量结果具有一定的影响。储层岩石在井下环境中处于一个相对稳定的压系统内,岩石的孔隙中饱含油、气和流体。岩心从井下取出的过程中,经历了快速的压力以及温度陡降的过程,部分孔隙内的流体流失,导致岩石骨架发生变化。更为重要的是:钻井取心过程中岩心不可避免地被钻井液等流体污染,研究人员在拿到岩心后,往往还需要对岩心进行一系列的处理,如洗油、洗盐等,这将在一定程度上对原始的岩石孔隙结构造成破坏损伤,在此基础上进行的CT测量结果势必与储层岩石的真实情况存在差异,给储层岩石孔隙结构的分析结果带来一定的影响。
[0006] (2)CT的测量周期过长。虽然室内进行CT测量本身所耗费的时间并不多,但实验岩样经历从最初的现场钻井取样、岩石样品选样及加工、洗油洗盐等前期准备工作直到最终实现CT测量往往需要近一个月的时间,使得研究人员的研究成果存在滞后性。

发明内容

[0007] 针对上述问题,本发明的目的在于提供一种井下检测系统及其方法,用于解决上述问题中的至少一种。
[0008] 为了实现上述目的,本发明提供的一种井下检测系统,所述井下检测系统包括:
[0009] 环形钻铤
[0010] 两个封隔器,两个所述封隔器沿纵向布置;各个所述封隔器用于将所述环形钻铤与井壁之间密封;
[0011] 设置在所述环形钻铤内且位于两个所述封隔器之间的CT组件,所述CT组件包括具有扫描腔室的本体,所述本体的内侧壁上设置有射线源,所述本体上设置有与所述扫描腔室连通的开口;
[0012] 钻孔器,所述钻孔器能相对所述环形钻铤运动,并能自所述扫描腔室伸出所述开口。
[0013] 进一步的,所述CT组件为微CT。
[0014] 进一步的,所述钻孔器套设在所述CT组件内,所述钻孔器能相对所述本体滑动。
[0015] 进一步的,所述扫描腔室为轴线横向设置的圆柱形腔室,当所述射线源对样本进行扫描时,样本的轴线与圆柱形腔室的轴线重合。
[0016] 进一步的,所述CT组件包括设置在内侧壁上且与所述射线源相对应设置的保护件。
[0017] 进一步的,所述保护件包括设置在所述射线源上的第一保护件,以及与所述第一保护件相对设置的第二保护件。
[0018] 进一步的,所述CT组件包括与所述钻孔器相适配的支架,所述支架能相对所述钻孔器运动,进而能获取所述钻孔器取样得到的岩石样本,并将岩石样本传送到所述CT组件的扫描位置上。
[0019] 进一步的,所述支架的材质为纤维
[0020] 进一步的,所述钻孔器包括主钻头
[0021] 进一步的,所述主钻头包括从外到内依次套设的第一钻头、第二钻头以及第三钻头,取样时,所述第一钻头、第二钻头以及第三钻头依次钻入所述井壁内。
[0022] 进一步的,所述第一钻头的内径为2.2~2.6cm之间;
[0023] 所述第二钻头的内径为1.1~1.3cm之间;
[0024] 所述第三钻头的内径为0.5~0.7cm之间。
[0025] 进一步的,所述钻孔器包括与所述主钻头并列设置的快速转头。
[0026] 进一步的,所述快速转头的内径为0.1~0.25mm之间。
[0027] 进一步的,所述钻孔器包括液压达,所述液压马达用于驱动所述钻孔器转动从而进行取样。
[0028] 进一步的,所述井下检测系统包括:
[0029] 设置在所述环形钻铤内的储存组件,所述储存组件内形成有储存岩石样本的腔室,所述环形钻铤内设置有连通所述腔室与所述钻孔器的通道,岩石样本可以通过通道传送到所述腔室内。
[0030] 进一步的,所述CT组件包括控制装置和数据采集装置。
[0031] 本发明还提供了一种井下检测方法,包括:
[0032] 将井下检测系统下入到井下的预定位置;
[0033] 井下检测系统下入到井下的预定位置后,启动钻孔器对岩石进行取样;
[0034] 在钻孔器获取岩石样本后,钻孔器将岩石样本传送到CT组件内,CT组件对岩石样本进行检测。
[0035] 进一步的,下入到井下的预定位置的步骤包括:井下检测系统下入到井下的预定位置后,封隔器进行坐封,封隔器与井壁贴紧,使得环形钻铤被固定在预定的位置,且环形钻铤与井壁以及封隔器之间形成一密闭空间
[0036] 进一步的,岩石取样的步骤包括:
[0037] 将取样器的第一钻头钻入井壁,钻入预定深度后,震动第一钻头进而将第一钻头内的岩石柱塞打断并排出;
[0038] 岩石柱塞从第一钻头中排出后,保持第一钻头的位置,将第二钻头从第一钻头内伸出,进而钻入井壁;钻入预定深度后,震动第二钻头进而将第二钻头内的岩石柱塞打断并排出;
[0039] 岩石柱塞从第二钻头中排出后,保持第二钻头的位置,将第三钻头从第二钻头内伸出,进而钻入井壁;钻入预定深度后,震动第二钻头进而将第二钻头内的岩石柱塞打断进而获取岩石样本。
[0040] 进一步的,CT组件对岩石样本进行检测的步骤包括:
[0041] 支架相对所述本体运动,进而获取第三钻头取样得到的岩石样本,并将岩石样本移送到CT组件的圆柱形腔室内的扫描位置;
[0042] 岩石样本位于扫描位置后,启动射线源对岩石样本进行检测。
[0043] 进一步的,岩石取样的步骤包括:
[0044] 将取样器的快速钻头钻入井壁,钻入预定深度后,震动快速钻头进而将快速钻头内的岩石柱塞打断进而获取岩石样本。
[0045] 进一步的,CT组件对岩石样本进行检测的步骤包括:
[0046] 支架相对所述本体运动,进而获取快速钻头取样得到的岩石样本,并将岩石样本移送到CT组件的圆柱形腔室内的扫描位置;
[0047] 岩石样本位于扫描位置后,启动射线源对岩石样本进行检测。
[0048] 综上所述,本发明提供的一种井下检测系统及其方法,通过在钻铤中设置钻孔器、CT组件,进而可以实现岩石样本取样后能直接进行CT的扫描检测,避免了因为测量环境的不同而对岩石样本的结果具有的一定影响。另外,检测系统还包括设置在钻孔器上下方的封隔器,封隔器可以在井下进行坐封,形成相对密封的空间,进而可以保证钻孔器在取样时不受外界修井液的干扰。附图说明
[0049] 图1为本发明的实施方式中井下微CT检测系统的整体结构图。
[0050] 图2a为本发明的实施方式中封隔器未封隔井壁的示意图;
[0051] 图2b为本发明的实施方式中封隔器封隔井壁的示意图;
[0052] 图3a为本发明的实施方式中钻孔器的主钻头呈收缩状态时的示意图;
[0053] 图3b为本发明的实施方式中钻孔器的主钻头贴近井壁时的示意图;
[0054] 图3c为本发明的实施方式中主钻头的第一钻头钻入井壁内时的结构示意图;
[0055] 图3d为本发明的实施方式中主钻头的第三钻头钻入井壁内时的结构示意图;
[0056] 图4a为本发明的实施方式中主钻头的俯视图;
[0057] 图4b为本发明的实施方式中主钻头的侧视图;
[0058] 图5为本发明的实施方式中井下微CT检测系统在快速模式下的示意图;
[0059] 图6为本发明的实施方式中井下微CT检测系统标准模式下的示意图;
[0060] 图7为本发明的实施方式中微CT组件的内部结构示意图;
[0061] 图8为本发明的实施方式中微CT组件的内部结构示意图。
[0062] 以上附图说明:
[0063] 1、环形钻挺;11、封隔器;2、CT组件;21、本体;211、扫描腔室;212、第一部分;213、第二部分;22、射线源;23、开口;24、保护件;241、第一保护件;242、第二保护件;25、支架;3、钻孔器;31、主钻头;311、第一钻头;312、第二钻头;313、第三钻头;32、快速钻头;33、液压马达;4、液压;5、储存组件;6、通道。

具体实施方式

[0064] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
[0065] 本发明提供了一种井下检测系统。参照图1、图7以及图8所示,该井下检测系统包括:两个封隔器11,两个封隔器11沿纵向布置;各个封隔器11用于将环形钻铤1与井壁之间密封;设置在环形钻铤1内且位于两个封隔器11之间的CT(Computed Tomography)组件,CT组件2包括具有扫描腔室211的本体21,本体21的内侧壁上设置有射线源22,本体21上设置有与扫描腔室211连通的开口23;钻孔器3,钻孔器3能相对环形钻铤1运动,并能自扫描腔室211伸出开口23。
[0066] 在本发明中,通过在环形钻铤1内设置有钻孔器3以及CT组件2,钻孔器3在获取需要检测的岩石样本后,可以直接将岩石样本传送到CT组件2内,CT组件2进而对岩石样本进行扫描检测。避免了现有技术中,采样和检测相分离,即扫描检测在实验室中进行,导致岩石样本因为环境压力以及温度的改变而导致检测结果受到影响的现象。同时,该发明可以在取样后直接进行检测,避免了现有技术中,先在井中进行取样然后将样本再送到实验室中进行检测的步骤,进而减少整个检测工作的时间,避免了CT测量周期过长。另外,钻孔器3的上方以及下方都设置有封隔器11;钻孔器3在取样时,封隔器11可以对井壁进行坐封,封隔器11与环形钻铤1以及井壁之间可以形成有密封的空间,钻孔器3至少部分可以位于该空间内,进而保证位于该空间内的钻孔器3在取样的过程中不会受到修井液等外界液体的干扰,取样的到的样本从而不会受到修井液等液体的污染,保证CT组件2扫描得到的图像不受修井液等的干扰。
[0067] 在一个优选的实施方式中,考虑到环形钻铤1的体积有限,CT组件2可以为微CT(Micro Computed Tomography)。微CT为体积相对较小的CT扫描组件,其采用锥形束不仅能够获得真正各向同性的容积图像,提高空间分辨率,提高射线利用率,而且可以设计成较小的尺寸,从而适合安装在如环形钻铤1这样体积较小的装置内。
[0068] 在本实施方式中,环形钻铤1为正常钻井操作时使用的钻铤。地面上设置有能将环形钻铤1下入井内并再将其提出的提拉组件。本体21可以为一圆筒,圆筒可以横向设置在环形钻铤1内。圆筒内也可以形成有圆柱形的扫描腔室211。为了方便钻孔器3能将取样得到的岩石样本方便的传送到扫描腔室211内,开口23可以设置在圆筒的底壁上,且与钻孔器3相对设置。钻孔器3可以穿过开口23而相对本体21运动,使得岩石样本可以较短距离且毫无阻碍的传送到扫描腔室211内。另外,射线源22也可以设置圆筒的内侧壁上。优选的,射线源22可以位于本体21的上方,且位于中间的位置。扫描位置是CT组件2对岩石样本进行扫描检测时,岩石样本在扫描腔室211的位置,为了方便扫描源对样本的扫描,扫描位置可以位于圆柱形扫描腔室211的中心,以使样本在被扫描时,其轴线和本体21的轴线相重合,在此不再赘述。
[0069] 更优选的,参照图7所示,为了防止CT组件2在工作的过程中不会有射线泄露,进而避免对外界环境产生干扰,本体21的内侧壁上还设置有保护件24。具体的,保护件24可以包括设置在射线源22端部的第一保护件241,以及与第一保护件241相对设置的第二保护件242。射线源22的射线先通过第一保护件241射出,然后对岩石样本进行扫描,最后落入到第二保护件242上,进而避免了射线的泄露。
[0070] 在另一个优选的实施方式中,参照图8所示,一方面,考虑到环形钻铤1的尺寸,以及使设备整体上更加的紧凑。另一方面,考虑到钻孔器3取样的到的岩石样本可以更快更方便的传送到扫描腔室211内。钻孔器3可以套设在CT组件2内。具体的,本体21沿轴线方向可以分为第一部分212和第二部分213,第一部分212用于设置钻孔器3,第二部分213用于形成圆柱形的扫描腔室211。钻孔器3可以相对本体21运动,进而能伸出环形钻铤1对井壁进行岩石取样,取样结束后,可以直接将岩石样本传递到CT组件2,避免了当钻孔器3与CT组件2分开设置后而导致岩石样本的传递困难,或者增加其他装置来实现传递而导致设备复杂的问题。
[0071] 进一步的,为了保证CT组件2检测取样的腔室不受外界的干扰,第一部分212和第二部分213之间还可以设置有可开闭的隔离件,进而将钻孔器3和腔室相隔离,取样时,隔离件关闭,进而将腔室与外界相隔离。取样结束后,隔离件被打开,岩石样本被送入腔室内。
[0072] 在另一个优选的实施方式中,参照图6以及图7所示,为了实现岩石样本在钻孔器3与CT组件2之间快速的传送,CT组件2还可以包括与钻孔器3相适配的支架25,支架25能相对本体21运动,进而获取钻孔器3取样得到的岩石样本,并将岩石样本移送到CT组件2的圆柱形腔室内的扫描位置。具体的,支架25上可以设置有夹持件,支架25将岩石样本夹住后,再传送到CT组件2内。
[0073] 支架25还可以相对自身的轴线进行旋转,进而实现微CT在进行扫描时,通过自身的旋转而带动岩石样本进行旋转,实现不同位置的扫描。具体的,当该岩心截面一个投射度扫描完后,继续进行同一岩心截面不同投射角度下的扫描。为免去数据冗余,支架25旋转一定角度后继续进行下一个检测方位的扫描,直至该岩心截面扫描完毕
[0074] 支架25的材质可以为碳纤维,碳纤维相对金属来说,射线源22发射的射线更容易的穿过支架25,进而增加射线穿过岩心的能力和减少射线硬化效应。
[0075] 在另一个优选的实施方式中,CT组件2还可以包括控制系统以及数据采集系统。控制系统用于控制CT对样本进行扫描的整个过程。数据采集系统采集微CT扫描得到的测量信息并传送至地面控制平台,由其进行处理,得到高分辨率的横截面图像和三维重建图等储层特性。
[0076] 在本实施方式中,结合图2a与图2b所示,封隔器11可以为胶筒封隔器11,当环形钻铤1下入到井内的预定位置时,封隔器11可以进行坐封,胶筒被压缩进而与井壁贴紧,使得环形钻铤1可以被固定设置在预设位置。同时,封隔器11与井壁以及环形钻铤1的外壁共同形成相对密闭的空间,保证钻孔器3在取样时,至少部分位于该空间内的钻孔器3可以不受修井液等井下的流体干扰,岩石样本进而避免修井液等井下的流体的污染,从而实现取样后可以直接进行检测。同时,取样的到的样本不会受到修井液等液体的污染,进而保证CT组件2扫描得到的图像不受修井液等的干扰。
[0077] 在另一个优选的实施方式中,环形钻铤1上还可以设置有液压泵4,液压泵4可以向封隔器11提供进行坐封的液压力,进而驱动封隔器11对井内需要进行岩石采样的区域进行封隔。另外,液压泵4可以将密闭空间内的修井液抽出,保证空间内的钻孔器3不受干扰。在其它的实施方式中,封隔器11还可以为其它类型的封隔器11,只要满足能在钻孔器3的周围形成一个密闭的腔室,都符合本申请的要求。
[0078] 在本实施方式中,参照图1以及图3a到图3d所示,钻孔器3可以包括主钻头31。主钻头31包括从外到内依次套设的第一钻头311、第二钻头312以及第三钻头313。在钻孔器3工作的过程中,第一钻头311首先钻入井壁,钻入预定深度后,震动第一钻头311进而将第一钻头311内的岩石柱塞打断并排出。
[0079] 岩石柱塞从第一钻头311中排出后,保持第一钻头311的位置,将第二钻头312从第一钻头311内伸出,进而钻入井壁;钻入预定深度后,震动第二钻头312进而将第二钻头312内的岩石柱塞打断并排出。
[0080] 岩石柱塞从第二钻头312中排出后,保持第二钻头312的位置,将第三钻头313从第二钻头312内伸出,进而钻入井壁;钻入预定深度后,震动第二钻头312进而将第二钻头312内的岩石柱塞打断进而获取岩石样本。通过三段式的钻头设计,一方面,实现较为深的取样距离。另一方面,当第一钻头311钻进井壁后,第一钻头311可以保证第二钻头312以及第三钻头313不受外界洗井液以及其他液体的干扰,进而取得较为干净的岩石样本。
[0081] 更具体的,主钻头31的材质可以为金刚石或者耐磨合金。第一钻头311的内径可以为2.2~2.6cm之间;第二钻头312的内径可以为1.1~1.3cm之间;第三钻头313的内径可以为0.5~0.7cm之间。例如,表1为一具体的实施方式中各个钻头的尺寸。
[0082] 表1.主钻头尺寸表
[0083]内径 第一钻头d1 第二钻头d2 第三钻头d3
尺寸 2.54cm 1.27cm 0.635cm
[0084] 在另一个优选的实施方式中,参照图5所示,钻孔器3还可以包括与主钻头31并列设置的快速转头。在实际的使用过程中,可以根据实际的需求进行选择。快速钻头32可以用于需要时间较短的快速取样。快速钻头32可以为单个钻头,该钻头的尺寸较小,进而实现快速的钻进井壁内。快速转头的内径为0.1~0.25mm。
[0085] 参照图4a以及图4b所示,主钻头31和快速钻头32内可以设置有能提供动力源的液压马达33,液压马达33能驱动钻头进行钻进以及带动钻头震动,进而剪断岩石样本。在一优选的实施方式中,设置在环形钻铤1上的液压泵4还可以向液压马达33提供液压力,进而驱动液压马达33的运动。
[0086] 在另一优选的实施方式中,参照图1所示,井下检测系统还包括设置在环形钻铤1内的储存组件5。储存组件5用于储存钻孔器3获取的岩石样本,当环形钻铤1提出地面时,可以从储存组件5中取出岩石样本,以保存或者进行后期进一步的检测。具体的,钻孔器3获取到岩石样本后,可以传送到CT组件2内进行检测,然后再传送到储存组件5内。储存组件5内形成有储存岩石样本的腔室,环形钻铤1内设置有连通腔室与钻孔器3的通道6,岩石样本可以通过通道6传送到腔室内。储存组件5可以设置在环形钻铤1的下端。
[0087] 本发明该公开了一种井下微CT检测方法,该方法采用上述的井下微CT检测系统,该方法包括:包括:
[0088] 将井下检测系统下入到井下的预定位置;
[0089] 环形钻铤1下入到井下的预定位置后,启动钻孔器3进去岩石取样;
[0090] 钻孔器3获取岩石样本后,钻孔器3将岩石样本传送到CT组件2内,同时开启CT组件2对岩石样本进行检测。
[0091] 具体的,将井下检测系统下入到井下的预定位置的步骤包括:打开位于钻孔器3上方以及下方的封隔器11,封隔器11于井壁贴紧,使得环形钻铤1被稳定在预定的位置,且在环形钻铤1与井壁之间形成一密闭空间。
[0092] 岩石取样的步骤具体包括:在预定位置,将环形钻铤1的外壁靠近井壁,将第一钻头311首先伸出钻入井壁,钻入预定的一定深度(≤区域一长度)后,控制钻头使之在与钻进方向所垂直的方向上产生微小摆动将所钻的柱塞打断,放入钻孔器3或丢弃入井内;
[0093] 结合图3c所示,第一钻头311保持伸出的状态不动,控制第二钻头312从第一层钻头中伸出继续钻孔,第二钻头312钻孔结束后,所钻柱塞岩样同样进行如上处理;
[0094] 同上,结合图3d以及图6所示,控制第三钻头313伸出继续钻入直至达到预定位置,将第三钻头313所钻取的样品打断,即得到需要的微CT待测样品。
[0095] CT组件2对岩石样本进行检测的步骤具体包括:钻孔结束后,钻孔器3位于其在井壁钻的孔内,呈三层钻头伸开的状态。地面控制平台发出指令控制支架25将待测岩样夹持住,夹持固定有待测岩样的支架25在指令下进行移动,直至使岩样位于CT组件2的腔室(即第一钻头311区域二)内的中心处,开启保护扫描系统的保护件24;
[0096] 扫描开始,射线源22发出射线,经过准直器上的准直孔,形成一定尺寸的单根射线,射线穿过夹持固定在支架25上的岩样。射线垂直透过被测试岩样后,衰减后的射线被与射线源22相对的探测器采集,一个岩心截面一个投射角度下的扫描完毕。
[0097] 为了得到该岩心截面的完整测量信息,需要进行不同投射角度的扫描,所以当该岩心截面一个投射角度扫描完后,继续进行同一岩心截面不同投射角度下的扫描。为免去数据冗余,扫描只需在180圆周角度上等分为若干个(不少于6个)检测方位完成检测即可。控制系统控制支架25旋转一定角度后继续进行下一个检测方位的扫描,直至该岩心截面扫描完毕。
[0098] 一个岩心截面全部扫描完毕后,支架25水平移动某一设定步长,按如上步骤继续进行下一岩心截面的扫描至岩样测量结束;
[0099] 扫描测量过程中,数据采集系统实时采集传输测量信息至地面控制平台,由地面控制平台实时处理分析,得到储层岩样横截面图像、三维储层特性等;
[0100] 扫描结束,关闭保护件24。
[0101] 在另一个优选的实施方式中,该方法还具有快速模式,在快速模式下,在井内的预定位置,将快速钻头32内的小钻头取样装置伸出,金刚石小钻头钻入井壁内,获得微CT待测样品(直径0.2mm)。
[0102] 地面控制平台发出指令控制支架25将小样品夹持住,支架25在指令下进行移动,直至使样品位于准备好的扫描系统内的几何中心处。
[0103] 快速扫描:开启扫描系统保护,扫描系统对样品进行多方位的扫描;④数据传输及分析处理:数据采集系统实时采集传输测量信息至地面控制平台,由其实时处理分析,得到高分辨率的三维储层特性等;⑤扫描结束,关闭扫描系统保护件24。
[0104] 应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。
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