四种常用轻便测井仪比较分析

侯颉 曾卫华 宋莎 曹强

摘 要:中装集团重庆地质仪器厂设计、生产的JGS-1B智能测井系统,渭南煤矿专用设备厂通过对美国Mo unt sopris(M.T)公司系列数字元测井系统的引进消化、改型设计而生产的TYSC- QB型轻便数字测井仪,北京中地英杰物探仪器研究所通过引进美国蒙特公司系列Ⅲ型数字测井系统技术,进而发展而生产的PSJ-2型数字测井系统,以及上海地学仪器研究所在总结了多年生产、研发数字测井设备的成功经验基础上而发展研发的JHQ-2D综合数控测井系统是目前煤田测井中常用的四种测井仪器。本文对这四种轻便测井系统进行比较分析,供今后选择参考。

关键词:测井主机采集处理软件绞车电缆下井仪器

中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(b)-0052-02

目前大部分煤田勘探钻机都采用效率较高的绳钻,但井口直径小仅有75mm,测井时为了适应钻探要求,要选取直径尽可能小的探管。JGS-1B型最大直径φ50mm;TYSC-QB型探管原最大直径Φ60mm,改进后为Φ45mm;PSJ-2型探管外径以小于φ52mm为主;JHQ-2D型探管外径几乎都是Φ40和Φ50mm,因此这四个厂家生产的探管均能达到要求。

1地面测井主机

四种系统地面测井主机的组成、功能基本相同,均是以单片机为核心的数据采集和控制系统,其主要由电源、信号通道、深度计数和控制装置、井下电源供电、数据采集和传送等部分组成。其主要功能包括为井下探管提供标准规格的电源(例JGS-1B型为50～80V(0.5A),JHQ-2D型为+200V),与井下探管实现双向通信,其中向下指令控制井下探管的的工作状态及开启,而经过A/D转换、编码后的向上信号将井下探管测量的参数传回主机,并经解调和处理后传至PC机作进一步处理分析。

1.1 JGS-1B智能测井系统

(1)测井面板上供电电流8档可选(2、5、10、20、50、100、200、500MA),独立供电。

(2)按深度间隔自动采样,采样间隔任意(1cm,2cm,...1000cm)。

(3)探管选择是在采集软件中选择,不需要选择道,道最多有5道。

(4)数字通道2路;模拟通道3路,12位A/D转换,程控放大倍数K=0.5～128;脉冲通道2路,频率范围0.1Hz～2MHz。

(5)可进行室内模拟测井,观察仪器及探管的重复性。

(6)可提供进行激发极化法电测井的脉冲电源[1]。

1.2 TYSC-QB型轻便数字测井仪

(1)在测井面板上选择探管、道,探管可选7根,道可选8道。

(2)4种采样间隔可选)1cm,2cm,5cm,10cm),出厂设置为5cm。

(3)不能测量井斜,如需井斜参数,可搭配其它测斜系统。

(4)用密度三侧向探管测量时,仅能采集三种参数)电性、密度、自然伽马),但根据《煤田地球物理测井规范》非含媒地段3种参数,含煤地段4种参数,还需1种参数,因此可搭配其他探管进行测量[2]。

1.3 PSJ-2型数字测井系统

(1)6种采样间隔可选)1cm,2cm,5cm,10cm,20cm,50cm),其中以5cm为主。

(2)采集位数最大可达13位。

(3)2种信号传输频率:一般数据为9600bps;声波全波列数据为115200bps。

(4)可接收4种信号:数字信号)数字探管)、脉冲信号)模拟TYFZ-4、5型组合测井仪)、交流方波信号)电测类)、直流信号类)自然电位等),其中模拟信号4路,数字信号4路。

(5)主机通过RS-232串口将数据读入PC机。

(6)地面主机还可用于地面电法等领域。

1.4 JHQ-2D综合数控测井系统

(1)采集地层信息时采用过采样方式,过采样量随测井速度减小而增加,保证了数字滤波、提高空间分辨力和甄别有用信息的需要。

(2)系统本身可进行误码纠错,保证了信号传输的质量。

(3)在实际工作中,用户不需要调节诸如供电电流、信号放大倍数等等,且地面也没有调节装置。

(4)所有测量信号都经数字化编码后转变为数字信号,提高了传输过程的抗干扰能力。

(5)主机与PC机之间的通信接口是USB1.0或USB2.0,还可以选择RS232方式。

2软件与PC机

JGS-1智能工程测井系统工作软件是用VC++6.0编制的,适用于Windows 98/2000/XP操作系统,包括测井工作处理软件、探管刻度数据处理软件以及测井解释软件包。该软件可分别实现测井数据的采集,和成果图输出;用于探管的刻度;支持AutoCAD下制成各种专题解释和成果图件。但缺点是不作回归分析,灰份分析,不能打印成果表。

TYSC-QB型采用的软件采集、处理软件的运行平台是在UC-DOS,而目前大多数计算机装的都是WindowsXP/Windows7,使用起来非常不方便,且软件无上测、下测之分。解释过程缺点体现在:要先通过读盘处理才能解释;不能自由添加岩性符号;曲线合并时深度对齐繁琐[2]。基于TYSC系列数字测井信号采集系统存在的问题,有学者提出了改进方法[3-4]。

PSJ-2型仪器采用16位单片机80C196(8098)采集控制,采用电子存储器存储现场的采集数据,现场可直接进行曲线回放,具有停、掉电数据不丢失,使用可靠性高等特点。

JHQ-2D系统的软件是在WindowsXP或NT下运行的可视化软件。软件由采集处理,刻度标定,曲线剪接,分析滤波等模块组成,功能十分强大,所需的PC机配置并不很高。成果数据可导出到如Sufer等软件可读的格式。

3绞车与电缆

四种系统绞车控制原理基本相同,都有上升和下降(恒速和调速功能),取深度信号的功能。JGS-1B型绞车采用独立的变频控制器,探管在井中被卡时无自动报警功能,调速范围0～30m/min,恒速误差<5%,通过改变每米脉冲计数值可以适当弥补测量深度中的线性误差[5]。TYSC-QB型绞车为无级调速方式工作,有过载保护,探管在井中被卡时自动报警停车,且分为2000m、1000m、500m和300m四种型号。PSJ-2型绞车有四种功率可选)0.7kW、1kW、1.1kW、1.2kW),调速范围0～2000m/h。JHQ-2D型绞车也采用无极调速方式工作,有非常可靠的防下滑功能,手动功能,全自动紧密排缆功能,且是目前最轻便的电动测井绞车。注意工作时,绞车必须良好接地。

JGS-1B型、TYSC-QB型、PSJ-2型均采用4-H-185A3/16铠装电缆,缆间绝缘>10MΩ,外径4.75毫米;JHQ-2D型的井下仪对电缆没有苛刻的要求,根据用户所需要设备从铠装单芯到橡皮多芯,从同轴到多芯螺旋线都可以用。

4电源

四种系统对外电源的要求均为电压交流220V±10%,频率50Hz±5%,且必须良好接地。应注意数字测井仪对频率要求特别高,测井时一定要配发电机,不要同钻机共享发电机。

5 下井仪器

四种系统均可根据物性参数的测量需要,选择不同的探管对井下地层的物性参数进行采集。

JGS-1B型配备的探管有十多种,如声波探管、双源距(补偿)密度组合探管、井温及流体电阻率组合探管、磁化率探管、自然密度组合探管、多道能谱探管、普通电法测井探管等,基本上能满足各类测井的需要。对于密度三向探管井径脚关闭,不供电可测自然电位;向下供电时井径脚自动开起,可测其他参数。

TYSC-QB型配备有密度三侧向探管、声波探管、选择伽马探管、井温井液电阻率探管、电测探管。其中改进前的密度三侧向探管总长为2836mm,运输非常不方便;最大直径60mm,对测绳钻77mm井径不方便。但相比于JGS-1B型密度三侧向探管,TYSC-QB型面板可自由控制井径脚开、闭,且不论其开、闭都能测量其它参数。TYSC-QB型,JGS-1B型探管不能互换使用。

PSJ-2型可控制二十余种类型的数字和模拟井下探管,在煤田测井中可直接与模拟探管、2型或3型数字探管连接。模拟探管包括4型组合、4A型组合、5型组合、井温、三侧向、井径、测斜、电法测井电极系等;数字探管包括声速、密度三测向、井温井液电阻率、选择伽玛、电测探管等。且除适用于该所提供的所有数字和模拟探管外,还对其它厂商提供的各种井下探管,从电源供给到各种井下信号)数字信号,模拟信号,脉冲信号,低频交流电测信号)的采集,只要确认探管编号就可配接。

JHQ-2D型探管可测参数有二十多种,包括电、磁、密度、放射性、井孔空间定向、温度、压力、流量、声速等等,常用探管的参数还与国际习惯相一致,耐水压20～40MPa,温度70～90℃。相比之下,TYSC-QB型、PSJ-2型探管耐压较小)≤20Mpa),耐温亦较小)TYSC-QB≤75℃,PSJ-2≤65℃)。

6 建议

以上四种系统均适宜野外作业及绳钻井径需要,已广泛应用于金属矿、煤田、油田、放射性矿、水文等各种领域[6]。实际应用中,可充分考虑工作需求,使各家系统互相取长补短。另一方面,基于TYSC-QB型,JGS-1B型探管不能互换使用,可尝试设计开发新型数据采集面板,实现不同厂家仪器兼容测量。

参考文献

[1] 钟丁生,葛良全,等.JGS-1智能工程测井系统及应用[J].物探化探计算技术,2004,26(3):224～226.

[2] 邹玉忠,张辉.TYSC-QB型和JGS-1B型数字测井仪比较[J].西部探矿工程,2006,11:180～181.

[3] 郭韶华,彭连富.TYSC系列数字测井信号采集系统的改进[J].中国煤炭地质,1999,11(4):63～65.

[4] 秋兴国,罗奕,等.TYSC—3Q测井仪数据采集方法改进[J].煤田地质与勘探,1998,26(3):57～60.

[5] 高建民,谌业和,等.测井深度信号处理方法[J].石油仪器,2011,25(4):88～92.

[6] 赵保中,郑应阁,等.浅谈煤层气测井技术[J].中国煤炭地质,2008,20(12):32～33.