快速测井仪SDS-1 型梯度电极系的改进

龚广林，黄馨谊，何竹南，张奎，景克剑

（中国石化集团西南石油局测井公司 四川 成都）

0 引 言

快速测井仪SDS-1 型是新乡22 所生产的仪器，它使用井下仪器恒流供电，将井内采集到的数据进行处理，并采用PCM3506 编码传输到地面，一次下井可以同时测量（4 m、2.5 m、0.45 m 梯度和0.5 m/电位）四条电阻率曲线，2 条微电极曲线，1 条井径曲线，一条自然电位曲线。它还具有强大的组合能力，通过与不同的仪器组合，还能测量：伽玛、声波、连斜、感应等曲线。该仪器的刚性长度短，所以能有效的减少漏测长度。它的通用性强，支持PCM3506 编码的地面系统都能挂下井仪器1。本文介绍了快速测井仪SDS-1 型梯度电极系的改进方法和过程。

1 问题提出2

快速测井仪SDS-1 型系列仪器从购进以来，在临盘地区测井施工过程中，4 m 和2.5 m 电极系一直存在2 个问题：（1）进套管曲线不回零值为1～2，超过验收标准的要求很多，且值不稳定，忽高忽低;（2）测井过程中遇低阻水层有回零的现象，所测曲线与别的曲线相关性不好。因此小队在施工中还得专门换仪器去补测4 m 和2.5 m 曲线，所谓快速测井仪器变得不快速，小队的测井时效和劳动强度无形中得到增加。

2 问题的解决办法

（1）电极的测量原理是在地层介质中设一供电电极A，回流电极B 放在距电极A 无限远的地方，在距离电极A 一定距离处放置一对测量电极M 和N，测量电极MN 的电位就能反映地层的电阻率。实际生产中马笼头不可能作得无限长，经过试验回路电极B的长度只要大于1.4 倍电极系中最长的电极距就可以了。如4 m 的回路电极B 只要大于5.6 m 我们认为它不受影响。在快速测井仪器SDS-1 中，它的回路电极B 是鱼雷，所以在做马笼头时鱼雷到供电极环的距离大于5.6 m。其次马笼头的外壳不能和鱼雷连通，因为SDS-1 仪器采用的是17 Hz 交流正弦波恒流供电（目的为了减小工业用电对仪器的干扰），如果马笼头的外壳和鱼雷连通将会造成供电横流的分流，并且这种分流还是不稳定的，使得所测的曲线不稳定，表现出忽高忽低的现象。

根据原理我们仔细检查本仪器，发现与它下挂的推靠井径仪器的十芯和外壳是连通的，而SDS-1 型快速测井仪器的十芯和鱼雷也是连通的，这就等于把仪器的外壳和鱼雷相连通，所以引起了套管不回零的故障现象。当我们把推靠的十芯重新整理使其不和外壳接通，第一个问题就解决了。

（2）经过我们仔细检查发现SDS-1 型快速测井仪器的所有元件和线路都是正常的，用电阻率模拟盒校验也是准确的，但实际测井过程中，电极系4 米和2.5 m 一进入低阻水层就回零，这是不对的。我通过跟踪观察加上小队操作员回馈的信息发现，井下仪器进入低阻水层时，地面测井系统所采集的4m 和2.5m的电压信号就是0V。

分析如下：山东临盘地区标准水层电阻率为0.6欧姆米，这和进套管的值也差不多。电阻越小通过它一定的电流所产生的电压也越小，当井下仪器进入水层时，MN 电极所测量的电压信号也非常小，往往只有几毫伏，这个小信号很可能达不到AD 转换的精度要求，加上电压波动就会引起回零的现象。我们所使用的电阻率模拟校验盒的最低校验电阻率只有0 和4欧姆米，忽略了0.6 欧姆米的校验。

根据上述分析要解决低阻水层回零的故障现象必须加大测量信号，方法有两个：一是提高供电的电流，但这样会使供电部分的推动管发热，井下仪器在井内高温作用下将变得不稳定，二是提高前置放大器的放大倍数，使测量的MN 电极信号进入AD 转换前就得到充分的放大，以满足AD 转换的精度要求，我们采用的是提高前置放大器的放大倍数。SDS-1 型快速测井仪器4 m 和2.5 m 的测量通道都是一样的，只是放大倍数不一样，4M 测量通道的前置放大器的线路图如图1 所示。

从图1 中可见：6R57 和6R58 电阻值分别是1.2 K 和4.7 K，并联总阻值为0.956 K，要增加前置放大器的放大倍数，我们把6R57 和6R58 的并联总阻值换成0.5 K，刻度信号高刻档由原来的900 豪伏增加为现在的2 000 mV，刻度信号内零由原来的0 伏升高为现在的70 mV。虽然内零信号增加了，但这不影响测井，因为本仪器采用的两点刻度，仪器要求用外刻度来校验内刻度，就可以把内零电压抵消掉。因为AD 采样的电压范围理论为0 ～5 000 mV（实际不到5 000 mV），前置放大器的放大倍数增加以后，缩小了4 M 和2.5 M 的测量范围，由原来的0.2·m ～2 000·m，变成现在的0.2·m ～500·m，对于山东临盘低阻率地区来说完全够用了，因为这里的地层电阻率很少有超过500 欧姆米。SDS-1 快速测井仪器这样改进后，通过多次与胜利6000 仪器和SDZ大组合仪器对比测量，4 m 和2.5 m 曲线完全一致，所以第二个问题得到了解决。SDS-1 型快速测井仪器也恢复了正常，可以正式投产使用。

3 结束语

通过这次对SDS-1 快速测井仪的改动，给我们仪修工作者很大的启示：虽然单独一只仪器测井没问题不代表它和别的仪器组合后也没问题；虽然仪器元器件都是好的，用模拟校验盒来刻度校验仪器也都是正确的不代表它就能适应所有的地层。我们要根据实际情况做具体分析，才能把测井中出现的故障降到最低。

[1] 中国电子科技集团第22 研究所.Sds-1 数传电阻率下井仪技术使用说明书.2004（资料）

[2] 山东胜利伟业石油技术服务工程公司.Sl3112 全电极组合测井仪维修使用手册.2009（资料）