核测井利用放出中子或者伽马射线等的源作为“加热炉”,地层物质作为“食材”,烹饪后会因为食材的不同而散发出不同的“香味”,人们通过辨别“香味”的组成就能在脑海中想象到烹饪的食材种类。随钻核测井就像人的鼻子一样,通过嗅探放射性粒子与地层物质发生相互作用后产生的“气味”,大脑对所嗅到的气味进行判断,一方面不仅可以分辨出这种气味是来自于哪种物质组成的地层,另一方面还可以利用“鼻子”追踪气味来源,进而找到美食所在的“位置”。在大斜度井和水平井条件下,将核测井仪器放在钻头后边的钻铤上,伽马探测器就是闻“气味”的“鼻子”,一边钻进一边获取地层的各种资料,这就是随钻核测井。
随钻核测井仪器由钻头、携带的放射源和探测器三个部分组成。但是随钻核测井不是仅仅只由一根仪器构成,那么它的具体构成和作用过程是什么样的呢?以人的身体部位打个比方,放射源和探测器构成了随钻核测井的“鼻子”,地层信息通过随钻核测井仪器上的“鼻子”传递到上层“大脑”即决策中心,通过决策中心得出指令,指导“双脚”即钻头进行移动。这样便构成了从气味到身体的循环控制,指导人们找到“气味”来源。
随钻核测井其实和电缆测井一样,能够实现多种参数测量,根据其放射源和探测器的组成不同,以及其所测量的信息不同,可以粗略分为随钻伽马测井、随钻密度测井、随钻中子测井等。
地层存在天然的放射性,测量地层天然放射性的就是自然伽马测井。那么在随钻条件下,自然伽马测井又是什么样呢?原来,随钻伽马仪器采用四个伽马探测器沿着仪器中心向四周排列,分别测量在不同方向的地层伽马值即地层的“气味”,对仪器所处的位置进行判断,通过将这个“气味”信息传递到“大脑”——决策中心,钻头接收“大脑”发出的信息,对自己的钻进轨迹进行调整,进而实现对气味来源的追寻,这便是随钻方位伽马最重要的应用——随钻地质导向。
如果说随钻方位伽马闻到的“气味”是由“地层”自身所散发出来的,那么随钻密度测井所闻到的气味便是仪器自己散发出来的。随钻密度测井使用伽马源作为“火”,通过使用伽马源这把炽热的火对地层进行“烘烤”,烘烤后飘散出来的气味便可以进入“鼻子”,从而判断出正在制作的是什么美食。在进行随钻密度测井时,使用特定的放射性源,放射性源放出的放射性粒子与地层发生相互作用,通过测量相互作用后产生的伽马计数可以对地层密度进行计算。在随钻密度测井中,放射源与探测器位于钻铤中的开槽内,在地层钻进时,钻铤随之转动,密度测井仪器也随之转动,因而可以测量沿着钻进方向的井周方位密度。
由于随钻核测井具备边钻边测的功能,测井装置位于钻头位置处,能够随着钻井进行实时测量,因此就像人的鼻子一样,可以通过闻到的气味辨别气味来源,在油气资源的开发中能用于地质导向、指导钻进、对复杂井和复杂地层进行实时评价,逐渐成为大斜度井和水平井的主要测井方式。