一种密度测井仪刻度高密度值标准模块的制备方法

摘要

本发明涉及一种密度测井仪刻度高密度值标准模块的制备方法；选取密度值大于2.9166g/cm

说明书

技术领域

本发明涉及石油测井领域，是密度测井仪在高密度值(密度值大 于2.9166g/cm³)地层的刻度图版、计算和验证装置，是密度测井仪 刻度高密度值测量点的标准模块的制备方法。

背景技术

根据《中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6674-2006密度 测井刻度器校准方法》，目前我国现有的密度测井仪刻度标准模块群 的密度值范围是1.684g/cm³--2.9166g/cm³，在油田实际测井时的实 际地层密度范围是1.95g/cm³--3.0g/cm³，现有的密度测井仪刻度标 准模块群对仪器的高密度测量值(密度值大于2.9166g/cm³)无法准 确验证，使仪器刻度图版的设计限制在1.684g/cm³--2.9166g/cm³， 对实际测井中高密度地层测量存在密度值偏差较大(误差大于± 0.025g/cm³)的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有密度测井仪的标准刻度模块群无法满 足高密度值(密度值大于2.9166g/cm³)的刻度与验证问题，扩大仪 器的测量范围，准确反映目的层的密度值，获得真实的地质资料。

本发明所述的密度测井仪刻度高密度值标准模块的制备方法， 选取材质均匀、无夹层、杂质含量低于0.1％的密度值大于2.9166g/cm³ 硬石膏岩石，采用X-荧光光谱扫描法测定该岩石的成分，主要成分 是硫酸钙(化学分子式为CaSO₄)，设计加工成为仪器可以进行刻度和 验证的装置，然后通过GB/T15344-1944滑石物理检测方法，以及《中 华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6674-2006密度测井刻度器 校准方法》确定其密度值。

制作密度测井仪刻度高密度值(密度值大于2.9166g/cm³)标准 模块的岩石样品通过核工业北京地质研究院分析测试研究中心检验 核定密度值定为2.9679--2.9722g/cm³；

根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T6674-2006密度 测井刻度器校准方法，用4支标准LDLT6450密度测井仪对制作完成 的高密度标准模块进行测量，测量平均值为2.9653g/cm³，测量误差 ≤±0.025g/cm³；

将这两个密度值进行对比，对比结果误差在±0.025g/cm³范围 内，确定该发明模块可以作为高密度值刻度及验证模块标准使用。

发明的效果：

密度测井仪在脊肋图版制作过程中，由于在高密度标准井中的脊 线与低密度标准井的脊线脊角差别比较大，如果在高密度地层测量使 用低密度地层的密度值算法，将造成仪器在高密度地层测量值误差较 大。如图3所示，对于脊线1、2、3而言，脊线1是以密度值范围为 1.70g/cm³--2.84g/cm³之间的点绘制的，脊线2是以密度值范围为 2.84g/cm³--2.97g/cm³之间的点绘制的，脊线3是以密度值范围为 1.70g/cm³--2.97g/cm³之间的点绘制的，脊角a1、a2、a3区别较大， 可以明显的看出如果用脊线3来运算则密度值偏差很大，而用脊线1 和脊线2在不同的密度值区间进行分段运算，密度值结果误差会减少 很多。由于该发明使密度值的刻度范围上限由2.9166g/cm³增加到 2.9653g/cm³(测量值)，通过对仪器重新设计刻度图版，根据密度 值的变化，按照不同密度值区间进行分段密度值计算大大提高了仪器 的测量精度和测量范围。应用该发明可以在实际测井中准确测量高密 度地层，获得真实的地质资料。

附图说明：

图1a、b、c：标准模块机械结构图。

图2：标准模块使用示意图。

图3：密度计算脊肋图版对比示意图。

具体实施方式

制备方法：

1.取样

1.1通过咨询国土资源矿产部门，根据实际矿产资源状况到矿井现场 调查，多地点取样，每一个地点采集的样品分为6份，样品的体 积控制在10cm³≤V₀≤20cm³，标识，测量前密闭干燥保存。

2.称重法初步检测密度值：

2.1测量称重法的系统误差

2.1.1用测量精度为0.001g的天平，测量铝(铝材型号：LY12，密度 值：2.78g/cm³)制圆柱体(精加工制造，精度±0.01mm)和 不锈钢(钢材型号：PH17-4，密度值：7.90g/cm³)制圆柱体 (精加工制造，精度±0.01mm)的质量G_AL，G_Fe。

2.1.2用测量精度为0.01mm的螺旋测微器测量铝制圆柱体的尺寸和 不锈钢制圆柱体的尺寸，计算其体积V_AL和V_Fe。

2.1.3根据ρ＝G/V的计算公式，计算得出铝制圆柱体和不锈钢制圆柱 体的密度值ρ_AL和ρ_Fe。

2.1.4用50mL的量筒，加入蒸馏水，记录读数；再加入不锈钢(钢 材型号：PH17-4，密度值：7.90g/cm³)制圆柱体(精加工制 造，精度±0.01mm)，记录读数，计算出不锈钢制圆柱体体积 ρ_Fe水；同样方法计算铝制圆柱体体积ρ_AL水。

2.1.5根据ρ＝G/V的计算公式，计算得出铝制圆柱体和不锈钢制圆柱 体的密度值ρ_AL水和ρ_Fe水。

2.1.6铝制圆柱体和不锈钢制圆柱体的密度值ρ_AL水和ρ_Fe水与ρ_AL和 ρ_Fe对比，以统计出该计算方法的系统误差Δ_标。

2.2测量样品的密度值

2.2.1用称重法测量样品的密度值ρ，对同一取样地点的样品取平均 值ρ_均。

2.2.2同一取样地点样品的密度值ρ_测量＝ρ_均+Δ_标。

2.2.3根据不同地点样品的ρ_测量值，选取密度值在2.92g/cm³以上的 样品。

3.将取得的密度值在2.92g/cm³以上的岩石样品干燥密闭封存后送 往核工业北京地质研究院分析测试研究中心进行准确的密度值检 测以获取标准密度值ρ_o，标准密度值ρ_o应≥2.95g/cm³。

4.根据选取的样品，在样品的产地，再次到矿井的采矿工作面采样， 按照称重法再测量密度值，以确认采集范围。确认采集工作面范 围后，与矿井方面协商，根据标准图纸和坯料质量要求采集坯料。 坯料采集成长方体，尺寸要求为：1100mm*900mm*700mm。

5.坯料加工，

5.1按照以下工艺流程，对坯料进行加工：

①按照标准模块结构图：图1，加工。

②上下端面和正立面(有孔的表面)需磨平抛光，光洁度 Ra 3-4，其余表面磨平即可。

③内孔壁平滑，光洁度Ra 3-4

④各端面垂直度：90°±0.3°(上下端面同正立面)

⑤各表面平行度：±0.2mm

⑥棱边倒角：45°×20mm(孔壁边缘不倒角)。

⑦钻内孔后的孔芯材料留存。

⑧侧孔需安装液压推靠器固定座，按照液压推靠器固定座的 尺寸钻盲孔，安装膨胀螺栓。具体见液压推靠器固定座的 实物。

5.2检查材质均匀度。

5.1.2在钻坯料内孔后留存的孔芯材料中心取岩石样品，按照位置 的不同分为上、中、下3部分，每一部分取样3个，每一个 样品体积10cm³≤V₀≤20cm³。

5.1.3将取得的岩石样品干燥密闭封存后送往核工业北京地质研究 院分析测试研究中心进行准确的密度值检测以获取标准密度 值ρ_o1，ρ_o2，ρ_o3，对比ρ_o1，ρ_o2，ρ_o3的数值，三种样品的 最大密度值误差应≤0.015g/cm³，如果符合该密度值误差范 围，则可以认定该坯料的材质是均匀的，将ρ_o1，ρ_o2，ρ_o3取平均密度值ρ_Δ。

6.加工完成的密度测井仪标准模块按照：标准模块使用示意图，见 图2，进行安装，固定，水平度测试。将密度测井仪器1插入标 准模块2的模拟井孔，按照指定位置放置，通过液压系统传输管 道4，将压力传输到液压推力棒3，液压推力棒3动作，将密度测 井仪器2紧贴模拟井孔内壁，便于测量。

7.用4支标准仪器LDLT6450密度测井仪对制作完成的标准模 块进行测量，对测量获得的密度数据进行处理，得到密度标称值 ρ_b和校正量corr。

8.两个密度值ρ_Δ与ρ_b进行对照，对比结果误差在±0.025g/cm³范 围内，即可确定该模块可以作为密度测井仪刻度及验证标准 模块使用。