李傳文史遠(yuǎn)東

(1.勝利油田臨盤采油廠供應(yīng)科 山東臨邑) (2.山東東營勝利偉業(yè)公司 山東東營)

SL3112全電極組合測井儀

李傳文1史遠(yuǎn)東2

(1.勝利油田臨盤采油廠供應(yīng)科 山東臨邑) (2.山東東營勝利偉業(yè)公司 山東東營)

為了適應(yīng)測井項(xiàng)目的需要,盡可能減少儀器下井次數(shù),充分利用PCM3506進(jìn)行傳輸,達(dá)到最大限度的測井組合,研制了SL3112全電極組合測井儀。文章介紹了該組合測井儀的工作原理、結(jié)構(gòu)、電路組成及實(shí)際應(yīng)用情況。

組合測井;電極系;PCM編碼傳輸;連續(xù)測斜;推靠器

0 引 言

對于2.5m梯度、4m梯度、自然電位、微梯度、微電位、井徑等常規(guī)測井項(xiàng)目,每口井要取得這些資料至少需進(jìn)行3串儀器組合測井。為了提高測井時(shí)效,降低施工風(fēng)險(xiǎn),提高測量精度,研制了SL3112全電極組合測井儀。該儀器是一種大組合式的測井儀,一次能完成2.5m梯度、4m梯度、自然電位、微梯度、微電位、雙井徑的測井任務(wù),通過PCM把數(shù)據(jù)傳送到地面。這樣,使每口井由原來的3次下井才能取得全面資料的工作變?yōu)?次即可完成,大大提高了測井效率。

1 組合測井儀工作原理及組成

SL3112全電極組合測井儀由三部分組成:26m軟電極、電子線路、六臂推靠器。連接順序是26m軟電極(帶馬籠頭)+PCM3506短節(jié)+電子線路+六臂推靠器,其工作原理框圖如圖1所示。

圖1 SL3112全電極組合測井儀原理框圖

1.1 26m軟電極

26m軟電極是電極系2.5m梯度、4m梯度及自然電位的供電、測量電極部分,電極的排列方式同原來的電極系基本相同,只是在供電電極環(huán)的距離上略有改動。電極系結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 SL3112全電極組合測井儀電極系結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 電極系、微電極和井徑供電測量部分

電極系、井徑微電極供電測量部分在井下對電極系和微電極進(jìn)行恒流供電,然后對電極信號和微電極信號進(jìn)行采集、相敏檢波、濾波和放大,最后經(jīng)過低通濾波輸出直流信號。該電路主要對三種電極和微電極進(jìn)行供電和測量,并具有內(nèi)刻電阻,可在井下完成對電極系、微電極的刻度,由地面通過1、5、10纜芯下發(fā)直流換擋脈沖,使儀器的刻度繼電器分別在高刻、零刻、測井狀態(tài)之間切換。同時(shí),還可對采到的電極信號、微電極信號進(jìn)行處理,最終轉(zhuǎn)換成直流信號。信號經(jīng)過編碼以PCM3506的傳輸方式與傾角、方位角、井徑一起傳送到地面。

1.2.1 電極系供電測量原理

電極系的測量采用普通電阻率測井方法,4m電極系是A、M4、N4,A與M4、N4中點(diǎn)距離為 4m;2.5m電極系是A、M2.5、N2.5,A 與M2.5 、N2.5中點(diǎn)距離為2.5m。

根據(jù)公式[1]:

式中,Rt為電阻率;L為M、N電極之間的距離;S為導(dǎo)體的截面積;UMN為M、N電極之間的電壓;I為供電電流;k為電極系系數(shù)。k與電極的尺寸有關(guān),其數(shù)值通過計(jì)算得出。

所以,只要測出導(dǎo)體的電流和M、N之間的電壓,即可計(jì)算出導(dǎo)體的電阻率。

儀器工作時(shí),向地層供出恒流電流,在測量電極M、N之間產(chǎn)生電位差,該電位差經(jīng)過放大、檢波,得到與地層有關(guān)的信號。經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、刻度、計(jì)算即得到地層的視電阻率。電極系的分頻供電電路功能主要由專用供電模塊實(shí)現(xiàn),用作相敏檢波的控制信號。測量電路由相敏檢波、差分放大和濾波電路組成。微電極供電測量原理與電極系原理基本一樣,只是供電頻率和放大倍數(shù)不同。

1.2.2 微電極工作原理

微電位和微梯度使用同一塊極板,但各自有單獨(dú)的接收電路。極板從上至下依次為供電電極即0″電極、1″電極、2″電極,極板金屬骨架是供電回路電極。微梯度測量2″和1″電極之間的電位差,微電位測量2″電極和馬籠頭上端的加長電極之間的電位差。計(jì)算地層電阻率的公式是:

式中,K分為微梯度和微電位的電極系常數(shù);U為分別測得的微梯度和微電位的電壓值;I為微電極向地層中的供電電流。微電極發(fā)射頻率為100Hz左右的恒流電流。該儀器測得的電阻率與其他電阻率測井儀測得的電阻率數(shù)值可以用來綜合判斷地層中油、氣、水的性質(zhì)。微電極也可用來單獨(dú)測量泥漿的電阻率。

1.2.3 井徑測量工作原理

井徑測量[3]利用六臂推靠器彈簧的張力推動四個(gè)井徑測試臂緊貼住井壁,儀器上測時(shí)井徑測試臂隨井徑的連續(xù)變化而張大或減小,各牽動一個(gè)拉桿電位器,電位器阻值也連續(xù)變化,這樣就把井眼大小與電位器阻值大小聯(lián)系起來。通過給井徑電位器供一定幅度的恒定電流,其阻值的變化就轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱淖兓?該電壓信號經(jīng)過采集和刻度計(jì)算,即可得出井徑的大小。儀器所能測得的井徑范圍是150mm～550mm。

2 應(yīng)用實(shí)例

2008年5月在孤古8試驗(yàn)井完成SL3112全電極組合測井儀與聲波、雙側(cè)向、伽馬等儀器組合測井。如圖3所示,SL3112全電極組合測井儀一次測井能完成R2.5m、R4m、微電極(微梯度、微電位)、自然電位、井徑的測量,所測曲線均通過驗(yàn)收。

圖3 SL3112全電極組合測井儀測井曲線

3 技術(shù)特點(diǎn)

(1)電極系、微電極、自然電位和井徑能一次下井全部測出,提高了測井時(shí)效。

(2)電極系、微電極和井徑供電測量電路整合成一體,縮短了儀器長度,便于現(xiàn)場施工。

(3)微電極、電極系由井下儀進(jìn)行供電和測量,傳輸采用PCM3506編碼方式,減小了由于電纜絕緣帶來的干擾,提高了測量精度。

(4)推靠器采用六臂分動結(jié)構(gòu),這樣能確保微電極極板貼井壁良好,提高了微電極的測量精度;輸出 X、Y方向兩條井徑,能更好地反映井眼的實(shí)際狀況。

4 結(jié)束語

SL3112全電極組合測井儀可以和帶PCM3506短節(jié)的SL1601井斜方位測井儀并測使用,一次測井可同時(shí)測量2.5m梯度、4m梯度、微電位、微梯度、X井徑、Y井徑、自然電位、傾角和方位等9條曲線,提高了測井時(shí)效,應(yīng)用效果良好,市場潛力巨大。

[1] 郭海敏.生產(chǎn)測井原理與資料解釋[M].北京:石油工業(yè)出版社,2007

[2] 張庚驥.電法測井[M].北京,石油工業(yè)出版社,1989

[3] 龐巨豐.測井原理及儀器[M].北京:科學(xué)出版社,2008

P631.8+11

B

1004-9134(2010)02-0043-02

2009-11-11 編輯:姜 婷)

李傳文,男,1964年生,工程師,1985年畢業(yè)于勝利石油學(xué)校機(jī)械制造專業(yè),2005年畢業(yè)于四川大學(xué)工商管理專業(yè)大學(xué)本科,現(xiàn)于勝利油田臨盤采油廠供應(yīng)科從事石油機(jī)械和儀器的技術(shù)和管理工作。郵編:251507