專利名稱:一種煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)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(kuò)徑井眼;密度測(cè)量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測(cè)井探管,用于牽拉密度測(cè)井探管在井眼中移動(dòng)的拽引鋼絲;通過(guò)鋼絲牽拉密度測(cè)井探管在井眼中移動(dòng)可以測(cè)量井眼擴(kuò)徑不同時(shí)煤層的密度,探明井眼正常和不同程度擴(kuò)徑情況下煤層的密度測(cè)井響應(yīng)特征,并揭示井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井的影響機(jī)理,為井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)影響機(jī)理的研究提供一種新途徑;且本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,適應(yīng)能力強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤層氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷發(fā)展,煤層含氣量測(cè)井評(píng)價(jià)越來(lái)越重要。在煤層含氣量計(jì)算的現(xiàn)有測(cè)井方法中,密度測(cè)井是最為重要的方法之一。煤巖性脆、易碎,機(jī)械強(qiáng)度低,鉆進(jìn)過(guò)程中容易坍塌,形成井眼擴(kuò)徑。井眼擴(kuò)徑常常會(huì)使煤巖的密度測(cè)井曲線產(chǎn)生嚴(yán)重的畸變,由于測(cè)得的密度測(cè)井值是泥漿與煤巖真實(shí)密度及其他環(huán)境因素共同貢獻(xiàn)的總和,從而造成密度測(cè)井值難以反映煤層氣儲(chǔ)層的真實(shí)密度特性。
[0003]目前,有人設(shè)計(jì)了不同環(huán)境因素對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置,但在研宄煤層氣水平井眼中擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井影響的實(shí)驗(yàn)方面仍屬空白。該項(xiàng)裝置的缺少,阻礙了煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)影響機(jī)理的進(jìn)一步研宄。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置,能夠在井眼擴(kuò)徑不同時(shí)測(cè)量煤層的密度,用于解決目前缺少的煤層氣水平井中擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井影響測(cè)定的裝置問(wèn)題。
[0005]為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置,包括環(huán)氧樹脂膠結(jié)模型煤層和密度測(cè)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(kuò)徑井眼;所述密度測(cè)量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測(cè)井探管,用于牽拉密度測(cè)井探管在井眼中移動(dòng)的拽引鋼絲,與傳輸密度測(cè)井探管連接用于傳輸信號(hào)的電纜,電纜另一端與計(jì)算機(jī)及測(cè)井控制面板連接,計(jì)算機(jī)用于存儲(chǔ)密度測(cè)井探管測(cè)得的測(cè)井密度信息,通過(guò)測(cè)井控制面板調(diào)節(jié)密度測(cè)井探管的采集速度,并檢測(cè)密度測(cè)井探管的運(yùn)行狀態(tài)。
[0007]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選方案,所述密度測(cè)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(dòng)輪和用于支撐電纜的側(cè)向滑輪,傳動(dòng)輪和側(cè)向滑輪均由滑輪固定支架支撐固定。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)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(cè)井絞車。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選方案,所述測(cè)井控制面板包括顯示模塊和用于控制密度測(cè)井探管工作的控制裝置。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)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(zhǎng)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(shí)用新型具有以下有益效果:
[0013]本實(shí)用新型通過(guò)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(lái)模擬井眼,使鉆孔中一部分為正常井眼另一部分為擴(kuò)徑井眼,通過(guò)鋼絲牽拉密度測(cè)井探管在井眼中移動(dòng)可以測(cè)量井眼擴(kuò)徑不同時(shí)煤層的密度,探明井眼正常和不同程度擴(kuò)徑情況下煤層的密度測(cè)井響應(yīng)特征,并揭示井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井的影響機(jī)理,為井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)影響機(jī)理的研宄提供一種新途徑;且本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,適應(yīng)能力強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)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(kuò)徑井眼,4-拽引鋼絲,5-密度測(cè)井探管,6-扶正器,7-電纜,8-側(cè)向滑輪,9-測(cè)井絞車,10-信號(hào)傳輸線,11-計(jì)算機(jī),12-測(cè)井控制面板,13-滑輪固定支架,14-傳動(dòng)輪。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0017]如圖1所示,本實(shí)用新型的井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)影響的模擬實(shí)驗(yàn)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(kuò)徑井眼3構(gòu)成。井眼擴(kuò)徑系統(tǒng)由正常井眼2、擴(kuò)徑井眼3組成。
[0018]密度測(cè)量系統(tǒng)由密度測(cè)井探管5、電纜7、用于收集電纜7的測(cè)井絞車9、信號(hào)傳輸線10、計(jì)算機(jī)11及測(cè)井控制面板12組成。密度測(cè)井探管5頂端連接電纜7,電纜7與測(cè)井絞車9、測(cè)井控制面板12及計(jì)算機(jī)11連接,密度測(cè)井探管測(cè)得的密度經(jīng)過(guò)電纜7、信號(hào)傳輸線10傳輸?shù)接?jì)算機(jī)11進(jìn)行存儲(chǔ)。密度測(cè)井過(guò)程中,根據(jù)測(cè)井控制面板12調(diào)節(jié)采集速度,并檢測(cè)密度測(cè)井探管的運(yùn)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(kuò)徑井眼3 ;所述密度測(cè)量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測(cè)井探管5,用于牽拉密度測(cè)井探管5在井眼中移動(dòng)的拽引鋼絲4。
[0020]密度測(cè)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(dòng)輪14及滑輪固定支架13組成。密度測(cè)井探管5上裝載扶正器6,拽引鋼絲4連接密度測(cè)井探管5,傳動(dòng)輪14與拽引鋼絲4連接,電纜7連接側(cè)向滑輪8,傳動(dòng)輪14和側(cè)向滑輪8均由滑輪固定支架支撐固定,通過(guò)調(diào)節(jié)傳動(dòng)輪14與側(cè)向滑輪8的高度,并使用扶正器6,使其測(cè)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(zhǎng)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(guò)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(shí)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(jìn)環(huán)境符合實(shí)際煤層水平鉆進(jìn)環(huán)境,在搭建物理模型時(shí)保持相似的幾何條件、物理?xiàng)l件、邊界條件和初始條件。
[0022]為了考察井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井的影響,采用60mm鉆頭沿模擬煤儲(chǔ)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(jìn)中使其一部分井眼正常,即不存在井眼擴(kuò)徑;并使其另一部分井眼存在不同程度的擴(kuò)徑。采用密度測(cè)井儀器測(cè)量其正常井眼和不同擴(kuò)徑井眼段煤層的密度,便可實(shí)現(xiàn)井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)的影響機(jī)理研宄。
[0023]本實(shí)用新型測(cè)試過(guò)程為:首先制備用于模擬實(shí)驗(yàn)的氧樹脂膠結(jié)模型煤層I和正常井眼I和擴(kuò)徑井眼2,放置好密度測(cè)井探管5。運(yùn)行時(shí)先使用密度測(cè)井探管5測(cè)量氧樹脂膠結(jié)模型煤層I的密度,測(cè)井控制面板12包括顯示模塊和用于控制密度測(cè)井探管5正常運(yùn)行的控制裝置,由測(cè)井控制面板12測(cè)定密度曲線,在井眼正常和不同擴(kuò)徑情況下測(cè)量氧樹脂膠結(jié)模型煤層的密度,通過(guò)密度測(cè)井探管5測(cè)得密度信號(hào),將測(cè)量到的密度信號(hào)由電纜7、信號(hào)傳輸線10傳輸?shù)綔y(cè)井控制面板12進(jìn)行顯示,并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)11進(jìn)行保存。
[0024]應(yīng)用該裝置,密度測(cè)井探管從左往右按照實(shí)際測(cè)井速度勻速移動(dòng),即可探測(cè)井眼擴(kuò)徑前后煤層的密度??蓽y(cè)定不同井眼擴(kuò)徑條件下煤層密度的變化,尤其可以測(cè)量正常和不同程度擴(kuò)徑井眼對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)的影響;通過(guò)對(duì)比正常井眼條件下、井眼不同程度擴(kuò)徑條件下測(cè)得的密度值,便可實(shí)現(xiàn)井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)影響的模擬實(shí)驗(yàn),查明中井眼擴(kuò)徑與密度測(cè)井響應(yīng)間的內(nèi)在定量關(guān)系。因此,能夠較真實(shí)的定量化模擬實(shí)際復(fù)雜井眼擴(kuò)徑煤層是本實(shí)用新型的關(guān)鍵創(chuàng)新所在。
[0025]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種能夠?qū)γ芏葴y(cè)井響應(yīng)進(jìn)行模擬的實(shí)驗(yàn)裝置,用于驗(yàn)證煤層氣水平井中井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井影響的理論和數(shù)值模擬結(jié)果,該裝置對(duì)于探明井眼擴(kuò)徑對(duì)密度測(cè)井響應(yīng)的影響機(jī)理具有重要的實(shí)用價(jià)值。
[0026]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案,而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所述的技術(shù)方案進(jìn)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(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)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(cè)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(kuò)徑井眼(3);所述密度測(cè)量系統(tǒng)包括置于半空間井眼中的密度測(cè)井探管(5),用于牽拉密度測(cè)井探管(5)在井眼中移動(dòng)的拽引鋼絲(4),與傳輸密度測(cè)井探管(5)連接用于傳輸信號(hào)的電纜(7),電纜(7)另一端與計(jì)算機(jī)(11)及測(cè)井控制面板(12)連接,計(jì)算機(jī)(11)用于存儲(chǔ)密度測(cè)井探管(5)測(cè)得的測(cè)井密度信息,通過(guò)測(cè)井控制面板(12)調(diào)節(jié)密度測(cè)井探管(5)的采集速度,并檢測(cè)密度測(cè)井探管的運(yùn)行狀態(tài)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述密度測(cè)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(dòng)輪(14)和用于支撐電纜(7)的側(cè)向滑輪(8),傳動(dòng)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?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)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(cè)井絞車(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述測(cè)井控制面板(12)包括顯示模塊和用于控制密度測(cè)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(xiàng)所述的煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)4m、寬lm、高lm。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的煤層氣水平井?dāng)U徑對(duì)密度測(cè)井影響的模擬實(shí)驗(yàn)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。
【文檔編號(hào)】E21B47-00GK204283404SQ201420679019
【發(fā)明者】湯小燕 [申請(qǐng)人]西安科技大學(xué)