薛明霞

SDZ-3060C雙側(cè)向測井儀電極系改進

薛明霞

（中石化中原石油工程有限公司地球物理測井公司，河南濮陽 457001）

雙側(cè)向測井能同時測量原狀帶與侵入帶地層電阻率，針對SDZ-3060C雙側(cè)向電極系在測井過程中磨損嚴重，影響測井質(zhì)量，通過對電極系結(jié)構(gòu)進行分析，找出解決方案，對電極系布線設(shè)計、電極系磨損、電極系絕緣通斷情況進行改進，保證儀器測井質(zhì)量，提高測井成功率。

雙側(cè)向測井儀；侵入帶電阻率；發(fā)射；監(jiān)督電極；屏流

雙側(cè)向測井能同時測量原狀帶與侵入帶地層電阻率，常與微球測井儀組合測井（測量沖洗帶電阻率），得到沿井眼徑向淺、中、深三條視電阻率曲線。分析測量的電阻率，能夠區(qū)分飽含導電流體地層和飽含非導電流體的地層。

SDZ-3060C雙側(cè)向電極系在測井過程中磨損嚴重，電極系會有磨掉、磨偏、磨壞、甚至斷裂等現(xiàn)象。因為SDZ-3060C雙側(cè)向電極棒探頭是一次模壓而成，電子線路裝在電極棒探頭腔體內(nèi)，因此一旦電極系磨損，需要更換重新制作，代價大，成本高。

1 電極系組成和工作原理

SDZ-3060C雙側(cè)向測井儀電極系主要由上A2電極、電極棒、下A2'電極組成，如圖1。A2、五對電極以A0電極為中心對稱分布。各電極功能如下：A0為深、淺側(cè)向主電流發(fā)射電極。A2、為深側(cè)向屏流發(fā)射電極；淺側(cè)向的回流電極。A1、為深、淺側(cè)向屏流發(fā)射電極。M1、M2和、為深、淺側(cè)向主監(jiān)督電極[1]。、A2和、'為深側(cè)向輔助監(jiān)督電極。

當儀器在油井中正常工作時，深、淺側(cè)向功控電流源同時發(fā)射主流與屏流；在監(jiān)督電極和監(jiān)控電路作用下，產(chǎn)生屏蔽電流，從而使屏流強迫主流沿徑向到達一定深度的探測地層，在地層中某一點，達到動態(tài)平衡[2]。

圖1 雙側(cè)向電極系及電流分布示意圖

2 電極系故障分析及解決

2.1 電極系對信號干擾及解決

雙側(cè)向儀器在使用時，與之上、下接頭相連接的儀器外殼作為它的上、下A2電極。測井時要保證上下A2電極的長度基本一致，不一致時可以借助絕緣短節(jié)，因此，該儀器一般處于組合儀器的中間部位。

電極棒各個電極布線要求解決各種干擾，比如串擾，串擾是兩條信號線之間的耦合、信號線之間的互感和互容引起線上的噪聲[3]。串擾可能是數(shù)據(jù)進行高速傳輸中最重要的一個影響因素。它是一個信號對另外一個信號耦合所產(chǎn)生的能量值。根據(jù)麥克斯韋定律，只要有交變電流存在，就會有磁場存在，磁場之間的干擾就是串擾的來源。這個感應信號可能會導致數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G失和傳輸錯誤[4]。因為當干擾線上有信號傳輸時，由于信號邊沿電壓的變化，在信號邊沿附近的區(qū)域，干擾線上的分布電容會感應出時變的電場，而受害線處于這個電場里面， 所以變化的電場會在受害線上產(chǎn)生感應電流?？梢园研盘柕倪呇乜闯墒茄馗蓴_線移動的電流源，在它移動的過程中，通過電容耦合不斷地在受害線上產(chǎn)生電流噪聲。

為防止串擾，在條件允許的情況下，盡量增大走線之間的距離，減小平行走線的長度。在布線空間允許的條件下，在串擾較嚴重的兩條信號線之間插入一條地線，可以減小兩條信號線間的耦合，進而減小串擾。因此對雙側(cè)向電極棒各電極布線要求M1和M2、M1'和M2'雙繞，防止串擾，A0和A1、A1和A2雙繞，減小電磁輻射，如圖2。但是由于電極系結(jié)構(gòu)，A0和A1、M1和M2、M1'和M2'不能完全雙繞，對小信號產(chǎn)生干擾。

圖2 電極系布線防干擾

2.2 電極系磨損解決

SDZ-3060C雙側(cè)向電極（前期）由不銹鋼電極和玻璃鋼絕緣套組成，絕緣套采用一種耐壓、耐腐蝕、耐高溫、耐撕裂的特殊橡膠壓模制成。由于井況結(jié)構(gòu)復雜引起儀器磨損嚴重，儀器兩頭的玻璃鋼圈經(jīng)常磨掉脫落，A0、M1、電極全部磨光、M2電極磨掉半邊，儀器整體磨偏。A0、M1、M2電極不起作用，整支儀器就會報廢，如圖3所示。打開儀器連接短接，對各電極進行測量，發(fā)現(xiàn)焊點與接線柱分別相通，內(nèi)部結(jié)構(gòu)未受損，各焊點在橡膠內(nèi)部。先對焊點進行處理，首先加大焊點，焊點已經(jīng)部分磨損，在該點焊上一根處理掉絕緣皮的銅絲，并保持一定長度，充分保證與電極相接通。然后，制作電極，在原A0電極處纏繞鉛絲，同時把銅絲壓在鉛絲下端，一圈圈纏繞整齊緊密。最后，對鉛絲固定，先對兩端進行焊接，再縱向鍍上一條焊錫條，保證鉛絲不脫落。其它電極同樣制作。圖4是制作好的電極系。

2.3 電極系電極間通斷、絕緣解決

SDZ-3060C（后期）雙側(cè)向電極是電弧焊接，一次加工而成。該電極克服了SDZ-3000雙側(cè)向電極易腐蝕，易磨損的缺點，但是，在復雜井況的使用，仍然出現(xiàn)電極電弧焊接處焊點斷裂、剝離，造成電極時通時斷，甚至不通，電極間電阻變大，影響電流的發(fā)射和接收，直接影響測井曲線的質(zhì)量，影響測井效果。

針對SDZ-3060C雙側(cè)向的電極結(jié)構(gòu)，對電極間電阻值變大的電極，進行處理，首先把焊點處用大功率烙鐵焊開，然后用電鉆把焊接處清理干凈，打磨，清除氧化層，并打孔，加上銅釘，保證焊點的充分接觸，再焊接封口即可。如圖5所示，采用銅釘加固焊接方法，確保電極絕緣阻值遠大于500MΩ[5]，導通電阻接近于0.1Ω。

圖3 磨壞的電極系

圖4 改進電極系

圖5 電極系通斷處理

3 效果分析

SDZ-3060C雙側(cè)向測井儀電極改進后，測量各電極通斷絕緣正常，跟蹤小隊測井情況，反應測井曲線良好。經(jīng)過分析探討，解決了SDZ-3060C雙側(cè)向在實際測井過程中由于電極系的原因，造成測量誤差超出范圍現(xiàn)象，檢測結(jié)果顯示，信號輸出穩(wěn)定，改變測井過程中的跳變現(xiàn)象，高精度符合誤差小于10%的要求，滿足儀器的測井工程需要。

4 結(jié)束語

通過對SDZ-3060C雙側(cè)向在實際測井過程中電極系產(chǎn)生的信號干擾大、誤差大這種異?，F(xiàn)象，進行分析研究，對電極系改造，解決雙側(cè)向儀器電極系故障，提高測井質(zhì)量和測井時效。而且該方法也適用于其他電極系，同時也對電極系的設(shè)計提出了更高的要求。

[1]中國電子科技集團第22研究所. SDZ-3000快速測井平臺（電氣篇、結(jié)構(gòu)篇）[M]. 2009.

[2]胡澍. 地球物理測井儀器[M]. 北京： 石油工業(yè)出版社， 1991.

[3]康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京： 高等教育出版社， 2008.

[4]雍正和， 張超謨. 測井數(shù)據(jù)處理與綜合解釋[M]. 北京： 中國石油大學出版社， 1996.

[5]劉潤華， 劉立山. 模擬電子技術(shù)[M]. 北京： 中國石油大學出版社， 2001.

Improvement of Electrode System of SDZ-3060C Dual Laterolog Tool

XUE Mingxia
（Geophysical Well Logging Company, Zhongyuan Petroleum Engineering Co. Ltd., SINOPEC, Puyang Henan 457001, China）

Dual lateral logging can simultaneously measure the formation resistivity of original state and invaded zone. SDZ-3060C bilateral electrode system is seriously worn during the logging process, which inf l uenced seriously the quality of logging. Through analysis the structure of the electrode system, the solution method has been found out. Great improvement has been made in wiring design of the electrode system, the wear of electrode system and the insulation of the electrode system. These measures can ensure the quality of well logging instrument and improve the logging success rate.

Dual laterolog tool; resistivity of the invaded zone; launch; supervision of the electrode; screen fl ow

P631.8

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2017.03.049

1008-2336（2017）03-0049-03

2016-11-18；改回日期：2017-03-28

薛明霞，女，高級工程師，1997年畢業(yè)于江漢石油學院，現(xiàn)從事儀器維修工作。E-mail：1411026418@qq.com。