SL3112全电极组合测井仪

李传文史远东

(1.胜利油田临盘采油厂供应科 山东临邑) (2.山东东营胜利伟业公司 山东东营)

SL3112全电极组合测井仪

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(1.胜利油田临盘采油厂供应科 山东临邑) (2.山东东营胜利伟业公司 山东东营)

为了适应测井项目的需要,尽可能减少仪器下井次数,充分利用PCM3506进行传输,达到最大限度的测井组合,研制了SL3112全电极组合测井仪。文章介绍了该组合测井仪的工作原理、结构、电路组成及实际应用情况。

组合测井;电极系;PCM编码传输;连续测斜;推靠器

0 引 言

对于2.5m梯度、4m梯度、自然电位、微梯度、微电位、井径等常规测井项目,每口井要取得这些资料至少需进行3串仪器组合测井。为了提高测井时效,降低施工风险,提高测量精度,研制了SL3112全电极组合测井仪。该仪器是一种大组合式的测井仪,一次能完成2.5m梯度、4m梯度、自然电位、微梯度、微电位、双井径的测井任务,通过PCM把数据传送到地面。这样,使每口井由原来的3次下井才能取得全面资料的工作变为1次即可完成,大大提高了测井效率。

1 组合测井仪工作原理及组成

SL3112全电极组合测井仪由三部分组成:26m软电极、电子线路、六臂推靠器。连接顺序是26m软电极(带马笼头)+PCM3506短节+电子线路+六臂推靠器,其工作原理框图如图1所示。

图1 SL3112全电极组合测井仪原理框图

1.1 26m软电极

26m软电极是电极系2.5m梯度、4m梯度及自然电位的供电、测量电极部分,电极的排列方式同原来的电极系基本相同,只是在供电电极环的距离上略有改动。电极系结构如图2所示。

图2 SL3112全电极组合测井仪电极系结构示意图

1.2 电极系、微电极和井径供电测量部分

电极系、井径微电极供电测量部分在井下对电极系和微电极进行恒流供电,然后对电极信号和微电极信号进行采集、相敏检波、滤波和放大,最后经过低通滤波输出直流信号。该电路主要对三种电极和微电极进行供电和测量,并具有内刻电阻,可在井下完成对电极系、微电极的刻度,由地面通过1、5、10缆芯下发直流换挡脉冲,使仪器的刻度继电器分别在高刻、零刻、测井状态之间切换。同时,还可对采到的电极信号、微电极信号进行处理,最终转换成直流信号。信号经过编码以PCM3506的传输方式与倾角、方位角、井径一起传送到地面。

1.2.1 电极系供电测量原理

电极系的测量采用普通电阻率测井方法,4m电极系是A、M4、N4,A与M4、N4中点距离为 4m;2.5m电极系是A、M2.5、N2.5,A 与M2.5 、N2.5中点距离为2.5m。

根据公式[1]:

式中,Rt为电阻率;L为M、N电极之间的距离;S为导体的截面积;UMN为M、N电极之间的电压;I为供电电流;k为电极系系数。k与电极的尺寸有关,其数值通过计算得出。

所以,只要测出导体的电流和M、N之间的电压,即可计算出导体的电阻率。

仪器工作时,向地层供出恒流电流,在测量电极M、N之间产生电位差,该电位差经过放大、检波,得到与地层有关的信号。经过数据采集、刻度、计算即得到地层的视电阻率。电极系的分频供电电路功能主要由专用供电模块实现,用作相敏检波的控制信号。测量电路由相敏检波、差分放大和滤波电路组成。微电极供电测量原理与电极系原理基本一样,只是供电频率和放大倍数不同。

1.2.2 微电极工作原理

微电位和微梯度使用同一块极板,但各自有单独的接收电路。极板从上至下依次为供电电极即0″电极、1″电极、2″电极,极板金属骨架是供电回路电极。微梯度测量2″和1″电极之间的电位差,微电位测量2″电极和马笼头上端的加长电极之间的电位差。计算地层电阻率的公式是:

式中,K分为微梯度和微电位的电极系常数;U为分别测得的微梯度和微电位的电压值;I为微电极向地层中的供电电流。微电极发射频率为100Hz左右的恒流电流。该仪器测得的电阻率与其他电阻率测井仪测得的电阻率数值可以用来综合判断地层中油、气、水的性质。微电极也可用来单独测量泥浆的电阻率。

1.2.3 井径测量工作原理

井径测量[3]利用六臂推靠器弹簧的张力推动四个井径测试臂紧贴住井壁,仪器上测时井径测试臂随井径的连续变化而张大或减小,各牵动一个拉杆电位器,电位器阻值也连续变化,这样就把井眼大小与电位器阻值大小联系起来。通过给井径电位器供一定幅度的恒定电流,其阻值的变化就转变为电压的变化,该电压信号经过采集和刻度计算,即可得出井径的大小。仪器所能测得的井径范围是150mm～550mm。

2 应用实例

2008年5月在孤古8试验井完成SL3112全电极组合测井仪与声波、双侧向、伽马等仪器组合测井。如图3所示,SL3112全电极组合测井仪一次测井能完成R2.5m、R4m、微电极(微梯度、微电位)、自然电位、井径的测量,所测曲线均通过验收。

图3 SL3112全电极组合测井仪测井曲线

3 技术特点

(1)电极系、微电极、自然电位和井径能一次下井全部测出,提高了测井时效。

(2)电极系、微电极和井径供电测量电路整合成一体,缩短了仪器长度,便于现场施工。

(3)微电极、电极系由井下仪进行供电和测量,传输采用PCM3506编码方式,减小了由于电缆绝缘带来的干扰,提高了测量精度。

(4)推靠器采用六臂分动结构,这样能确保微电极极板贴井壁良好,提高了微电极的测量精度;输出 X、Y方向两条井径,能更好地反映井眼的实际状况。

4 结束语

SL3112全电极组合测井仪可以和带PCM3506短节的SL1601井斜方位测井仪并测使用,一次测井可同时测量2.5m梯度、4m梯度、微电位、微梯度、X井径、Y井径、自然电位、倾角和方位等9条曲线,提高了测井时效,应用效果良好,市场潜力巨大。

[1] 郭海敏.生产测井原理与资料解释[M].北京:石油工业出版社,2007

[2] 张庚骥.电法测井[M].北京,石油工业出版社,1989

[3] 庞巨丰.测井原理及仪器[M].北京:科学出版社,2008

P631.8+11

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1004-9134(2010)02-0043-02

2009-11-11 编辑:姜 婷)

李传文,男,1964年生,工程师,1985年毕业于胜利石油学校机械制造专业,2005年毕业于四川大学工商管理专业大学本科,现于胜利油田临盘采油厂供应科从事石油机械和仪器的技术和管理工作。邮编:251507