八扇区水泥密度与套管壁厚测井仪的研制和应用

摘要

随着大庆油田创建百年油田和持续稳产4000万吨工作的深入，老区加密井及外围打井越来越多，油田需要进行水泥固井质量检测的井数也呈上升趋势。
　　对水泥固结质量进行有效评价是确保油田后续生产开发的重要环节。过去大庆测试分公司使用从俄罗斯引进的AMK-2000系列中的СГДТ-100测井仪进行固井质量检测，但由于该仪器成本过高，限制了引进的数量，再加上维修配件到货不及时的问题，影响了测井时效，所以亟需研制开发国产化的相关测井仪器。
　　本文设计的是一种利用伽马射线散射法可以同时测量扇区水泥环密度、平均水泥环密度、套管壁厚及套管偏心率的测井仪。该仪器以200mCi的137Cs为伽马放射源发射伽马射线，使用八个源距相同、周向排列的NaI(Tl)晶体远探测器和一个NaI(Tl)晶体近探测器来接收散射的伽马射线。仪器可以在大庆通用140mm套管井中使用，主要用途涵盖：确定固井水泥顶高和自由套管位置、评价水泥固结质量、测量套管相对于井轴的偏心率、检测套管损坏与接箍位置等。
　　本文主要介绍了八扇区水泥密度与套管壁厚测井仪的基本工作原理、机械设计、电路设计以及信号传输方式。机械设计部分包括整机及主要部件的设计；电路设计部分包括2kV/2W开关电源、信号处理电路、数据采集与传输电路的设计；信号传输方式为5.729kb/s标准曼彻斯特码传输。仪器设计的供电和信号传输方式与大庆生产测井地面系统相兼容，可直接配接通用地面设备进行测井，数据进入俄罗斯MAK-9解释平台进行处理。
　　通过室内试验，仪器达到了125℃/60Mpa的耐温耐压指标；通过在固井刻度井群试验，仪器的精度也达到了预期要求；通过在5口井的现场试验，仪器的性能得到进一步检验，具有良好的可靠性、重复性和一致性，能够对水泥固结质量进行有效评价。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题的背景

1.2 课题的目的及意义

1.3 国内外相关技术现状及发展趋势

1.4 研究的目标

1.5 研究的主要内容

第2章 仪器的基本原理及总体设计

2.1 引言

2.2 仪器的主要技术指标

2.3 仪器的基本原理

2.4 传感器布局和传感器设计

2.5 仪器的总体结构设计

2.6 电路系统的方案设计

2.7 本章小结

第3章 机械结构与电路系统设计

3.1 引言

3.2 机械结构具体设计

3.3 电路系统的设计

3.4 地面测井接口和测井软件

3.5 本章小结

第4章 仪器耐温耐压及精度检测试验

4.1 引言

4.2 机械部分温度压力指标检测

4.3 仪器单元电路及整机温度指标检测

4.4 测量精度技术指标检测

4.5 本章小结

第5章 仪器现场试验

5.1 引言

5.2 现场试验概况

5.3 仪器基本性能的现场试验

5.4 测井资料分析

5.5 成果解释

5.6 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢

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