一種煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及煤層氣勘探技術(shù)，具體涉及一種煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤層氣勘探開發(fā)的不斷發(fā)展，煤層含氣量測井評價越來越重要。在煤層含氣量計算的現(xiàn)有測井方法中，密度測井是最為重要的方法之一。煤巖性脆、易碎，機械強度低，鉆進過程中容易坍塌，形成井眼擴徑。井眼擴徑常常會使煤巖的密度測井曲線產(chǎn)生嚴重的畸變，由于測得的密度測井值是泥漿與煤巖真實密度及其他環(huán)境因素共同貢獻的總和，從而造成密度測井值難以反映煤層氣儲層的真實密度特性。
[0003]目前，有人設(shè)計了不同環(huán)境因素對密度測井影響的模擬實驗裝置，但在研宄煤層氣水平井眼中擴徑對密度測井影響的實驗方面仍屬空白。該項裝置的缺少，阻礙了煤層氣水平井擴徑對密度測井響應(yīng)影響機理的進一步研宄。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，能夠在井眼擴徑不同時測量煤層的密度，用于解決目前缺少的煤層氣水平井中擴徑對密度測井影響測定的裝置問題。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，包括環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層和密度測量系統(tǒng)；在所述環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層上表面沿水平方向鉆孔形成半空間井眼模型，使鉆孔中一部分為正常井眼另一部分為擴徑井眼；所述密度測量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測井探管，用于牽拉密度測井探管在井眼中移動的拽引鋼絲，與傳輸密度測井探管連接用于傳輸信號的電纜，電纜另一端與計算機及測井控制面板連接，計算機用于存儲密度測井探管測得的測井密度信息，通過測井控制面板調(diào)節(jié)密度測井探管的采集速度，并檢測密度測井探管的運行狀態(tài)。
[0007]作為本實用新型的進一步優(yōu)選方案，所述密度測井探管上裝載有扶正器，環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層兩側(cè)設(shè)置有用于纏繞拽引鋼絲的傳動輪和用于支撐電纜的側(cè)向滑輪，傳動輪和側(cè)向滑輪均由滑輪固定支架支撐固定。
[0008]作為本實用新型的進一步優(yōu)選方案，所述環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層一側(cè)設(shè)置有用于收集電纜的測井絞車。
[0009]作為本實用新型的進一步優(yōu)選方案，所述測井控制面板包括顯示模塊和用于控制密度測井探管工作的控制裝置。
[0010]作為本實用新型的進一步優(yōu)選方案，所述環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層采用煤礦大尺寸煤巖和環(huán)氧樹脂膠結(jié)制成，煤層長4m、寬lm、高lm。
[0011]采用60mm鉆頭沿環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層上表面鉆孔形成半空間井眼模型。
[0012]本實用新型具有以下有益效果:
[0013]本實用新型通過在所述環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層上表面沿水平方向鉆孔形成半空間井眼模型來模擬井眼，使鉆孔中一部分為正常井眼另一部分為擴徑井眼，通過鋼絲牽拉密度測井探管在井眼中移動可以測量井眼擴徑不同時煤層的密度，探明井眼正常和不同程度擴徑情況下煤層的密度測井響應(yīng)特征，并揭示井眼擴徑對密度測井的影響機理，為井眼擴徑對密度測井響應(yīng)影響機理的研宄提供一種新途徑；且本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適應(yīng)能力強。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1-環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層，2-正常井眼，3-擴徑井眼，4-拽引鋼絲，5-密度測井探管，6-扶正器，7-電纜，8-側(cè)向滑輪，9-測井絞車，10-信號傳輸線，11-計算機，12-測井控制面板，13-滑輪固定支架，14-傳動輪。
【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。
[0017]如圖1所示，本實用新型的井眼擴徑對密度測井響應(yīng)影響的模擬實驗裝置的模擬煤層由環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層I和正常井眼2、擴徑井眼3構(gòu)成。井眼擴徑系統(tǒng)由正常井眼2、擴徑井眼3組成。
[0018]密度測量系統(tǒng)由密度測井探管5、電纜7、用于收集電纜7的測井絞車9、信號傳輸線10、計算機11及測井控制面板12組成。密度測井探管5頂端連接電纜7，電纜7與測井絞車9、測井控制面板12及計算機11連接，密度測井探管測得的密度經(jīng)過電纜7、信號傳輸線10傳輸?shù)接嬎銠C11進行存儲。密度測井過程中，根據(jù)測井控制面板12調(diào)節(jié)采集速度，并檢測密度測井探管的運行狀態(tài)。
[0019]環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層I上表面沿水平方向鉆孔形成半空間井眼模型，使鉆孔中一部分為正常井眼2另一部分為擴徑井眼3 ;所述密度測量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測井探管5，用于牽拉密度測井探管5在井眼中移動的拽引鋼絲4。
[0020]密度測井探管居中系統(tǒng)由扶正器6、電纜7、拽引鋼絲4、側(cè)向滑輪8、傳動輪14及滑輪固定支架13組成。密度測井探管5上裝載扶正器6，拽引鋼絲4連接密度測井探管5，傳動輪14與拽引鋼絲4連接，電纜7連接側(cè)向滑輪8，傳動輪14和側(cè)向滑輪8均由滑輪固定支架支撐固定，通過調(diào)節(jié)傳動輪14與側(cè)向滑輪8的高度，并使用扶正器6，使其測井探管居于井眼中心。
[0021]利用煤礦的大尺度煤巖，采用環(huán)氧樹脂膠結(jié)煤巖，制作長4m、寬和高各為Im的大尺度模擬煤層。在制作物理模擬煤層的過程中，使用割理切割成的大尺度方形基質(zhì)塊煤體，以保持物理模擬煤層與真實煤層具有相近的孔裂隙系統(tǒng)。為了讓物理模擬模型中鉆進環(huán)境符合實際煤層水平鉆進環(huán)境，在搭建物理模型時保持相似的幾何條件、物理條件、邊界條件和初始條件。
[0022]為了考察井眼擴徑對密度測井的影響，采用60mm鉆頭沿模擬煤儲層上部鉆取模擬井眼。為便于改變井眼大小，使用半空間井眼模型。鉆進中使其一部分井眼正常，即不存在井眼擴徑；并使其另一部分井眼存在不同程度的擴徑。采用密度測井儀器測量其正常井眼和不同擴徑井眼段煤層的密度，便可實現(xiàn)井眼擴徑對密度測井響應(yīng)的影響機理研宄。
[0023]本實用新型測試過程為:首先制備用于模擬實驗的氧樹脂膠結(jié)模型煤層I和正常井眼I和擴徑井眼2，放置好密度測井探管5。運行時先使用密度測井探管5測量氧樹脂膠結(jié)模型煤層I的密度，測井控制面板12包括顯示模塊和用于控制密度測井探管5正常運行的控制裝置，由測井控制面板12測定密度曲線，在井眼正常和不同擴徑情況下測量氧樹脂膠結(jié)模型煤層的密度，通過密度測井探管5測得密度信號，將測量到的密度信號由電纜7、信號傳輸線10傳輸?shù)綔y井控制面板12進行顯示，并傳輸?shù)接嬎銠C11進行保存。
[0024]應(yīng)用該裝置，密度測井探管從左往右按照實際測井速度勻速移動，即可探測井眼擴徑前后煤層的密度?？蓽y定不同井眼擴徑條件下煤層密度的變化，尤其可以測量正常和不同程度擴徑井眼對密度測井響應(yīng)的影響；通過對比正常井眼條件下、井眼不同程度擴徑條件下測得的密度值，便可實現(xiàn)井眼擴徑對密度測井響應(yīng)影響的模擬實驗，查明中井眼擴徑與密度測井響應(yīng)間的內(nèi)在定量關(guān)系。因此，能夠較真實的定量化模擬實際復雜井眼擴徑煤層是本實用新型的關(guān)鍵創(chuàng)新所在。
[0025]本實用新型實施例提供一種能夠?qū)γ芏葴y井響應(yīng)進行模擬的實驗裝置，用于驗證煤層氣水平井中井眼擴徑對密度測井影響的理論和數(shù)值模擬結(jié)果，該裝置對于探明井眼擴徑對密度測井響應(yīng)的影響機理具有重要的實用價值。
[0026]以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型實施例進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解:其依然可以對前述實施例所述的技術(shù)方案進行修改，而這些修改，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型實施例技術(shù)方案的范疇。
【主權(quán)項】
1.一種煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，其特征在于:包括環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層(I)和密度測量系統(tǒng)；在所述環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層(I)上表面沿水平方向鉆孔形成半空間井眼模型，使鉆孔中一部分為正常井眼(2)另一部分為擴徑井眼(3);所述密度測量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測井探管(5)，用于牽拉密度測井探管(5)在井眼中移動的拽引鋼絲(4)，與傳輸密度測井探管(5)連接用于傳輸信號的電纜(7)，電纜(7)另一端與計算機(11)及測井控制面板(12)連接，計算機(11)用于存儲密度測井探管(5)測得的測井密度信息，通過測井控制面板(12)調(diào)節(jié)密度測井探管(5)的采集速度，并檢測密度測井探管的運行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，其特征在于:所述密度測井探管(5)上裝載有扶正器，環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層(I)兩側(cè)設(shè)置有用于纏繞拽引鋼絲⑷的傳動輪(14)和用于支撐電纜(7)的側(cè)向滑輪(8)，傳動輪(14)和側(cè)向滑輪(8)均由滑輪固定支架支撐固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層(I) 一側(cè)設(shè)置有用于收集電纜(7)的測井絞車(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，其特征在于:所述測井控制面板(12)包括顯示模塊和用于控制密度測井探管(5)工作的控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，其特征在于:所述環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層(I)采用煤礦大尺寸煤巖和環(huán)氧樹脂膠結(jié)制成，煤層長4m、寬lm、高lm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，其特征在于:采用60_鉆頭沿環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層⑴上表面鉆孔形成半空間井眼模型。
【專利摘要】本實用新型提供一種煤層氣水平井擴徑對密度測井影響的模擬實驗裝置，在環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層上表面沿水平方向鉆孔形成半空間井眼模型，使鉆孔中一部分為正常井眼另一部分為擴徑井眼；密度測量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測井探管，用于牽拉密度測井探管在井眼中移動的拽引鋼絲；通過鋼絲牽拉密度測井探管在井眼中移動可以測量井眼擴徑不同時煤層的密度，探明井眼正常和不同程度擴徑情況下煤層的密度測井響應(yīng)特征，并揭示井眼擴徑對密度測井的影響機理，為井眼擴徑對密度測井響應(yīng)影響機理的研究提供一種新途徑；且本實用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適應(yīng)能力強。
【IPC分類】E21B47-00
【公開號】CN204283404
【申請?zhí)枴緾N201420679019
【發(fā)明人】湯小燕
【申請人】西安科技大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月13日