高温井径伽马磁定位组合测井仪在冀东油田的应用

刘大鹏

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司　黑龙江　大庆　163311)



高温井径伽马磁定位组合测井仪在冀东油田的应用

刘大鹏

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司黑龙江大庆163311)

摘要：多臂井径成像测井仪是用来评价套损、检测射孔质量和检测套管状况的仪器。两次起下仪器增加劳动强度，设计一种伽马磁定位仪器，组合多臂井径仪器，一次下井完成井径、伽马和磁定位信号的录取。仪器研制完成后，在大庆油田进行了现场试验，仪器能在150℃/80 MPa下稳定、可靠地工作。在冀东油田完成10口井的生产任务，能准确地测量套管腐蚀变形程度。该仪器能为监测套管的状况，延长油水井的使用寿命，提供详实可靠的资料。

关键词：井径伽马磁定位组合测井仪；套管检测；射孔检测；校深

0引言

MAC系列多臂井径成像测井仪在大庆油田得到了广泛的应用，仪器采用磁记号校深，测井过程中由于电缆伸长的客观影响，校深存在误差。特别在测试深井时必须进行伽马磁定位校深。目前获此参数需要二次下井录取，增加了劳动强度。所以，设计一种伽马磁定位仪器，用来组合多臂井径仪器，一次下井完成井径、伽马和磁定位信号的录取。仪器能在150℃/80 MPa下稳定的、可靠的工作，满足冀东油田的测试需求。

1仪器结构和工作原理

1.1组合仪结构

井径伽马磁定位组合测井仪上面为伽马磁定位测井短节，下面为井径测井短节。两种仪器可以组合使用,也可以单独使用，组合仪的结构示意图如图1所示。

图1　组合仪的结构示意图

1.2组合原理

多臂井径仪器的输出信号为曼码，波特率为11.4 kb/s。伽马磁定位仪中的信号处理电路将井径仪输出的曼码信号采集处理为方波信号，方波信号作为伽马磁定位仪的中断信号，当方波信号为下降沿时，单片机产生中断，此时单片机将采集的伽马和磁定位信号编码，通过曼码信号合成电路合成曼码，再通过曼码信号控制电路上传总线[1]。电原理框图如图2所示。

图2　组合仪电原理图

2仪器高温实现的技术关键

两种曼码信号的合成有两个关键技术：1) 伽马磁定位仪器中断信号的产生；2) 两种曼码信号间的信号干扰。

2.1伽马磁定位仪器中断信号的产生

伽马磁定位电路通过电容耦合，得到如图3所示的曼码信号，经过滤波、射级跟随电路和钳位等电路处理成如图4所示的方波信号。

图3　井径曼码信号示意图

74ls123为两个可重复触发的单稳态触发器，耐温150℃，它的输出脉冲宽度TWQ可通过选择外定时元件CEXT和REXT值来确定脉冲宽度。井径仪器曼码间信号宽度在70 μs左右，通过调整CEXT和REXT的参数，使输出脉冲宽度在0.5 ms，这样保证整个仪器输出的曼码信号产生的方波信号一直为高电平，直到每桢曼码信号的最后一个脉冲信号结束在延迟0.5 ms[2]。这样就得到了伽马磁定位仪器单片机中断所需要的信号，如图5所示。

图5伽马磁定位仪中断信号示意图

2.2两种曼码信号间干扰问题的解决

井径测井仪和伽马磁定位测井仪功率驱动电路都是芯片HI5002，且和电缆总线间都通过电容耦合方式，这样存在电流互相倒灌，使仪器电流增大、功率增加，导致仪器无法在高温环境下稳定可靠的工作。解决的方法是设计一种曼码信号控制电路，在井径信号传输时，伽马磁定位仪器的信号输出被禁止，同时在伽马磁定位仪器信号输出时，井径仪器信号被禁止。这样保证仪器稳定可靠的工作。

Teledyne relays H412为双刀双掷高温磁保持继电器，能在200℃高温环境下稳定工作[3]，该电路选用三级管2N2222作为继电器的驱动。图6是应用继电器teledyne relays H412设计的曼码控制信号电路的简化图。井径信号输出时，伽马信号被禁止上传，伽马磁定位信号输出时，井径信号禁止输出。

图6　曼码控制信号电路简化图

仪器在电路设计上尽量降低功率损耗，集成电路、电阻和电容等都选用高温元器件，保证仪器在高温环境下稳定可靠工作。

3在冀东油田的应用

仪器完成研制后，在大庆油田进行了现场试验，在冀东油田进行了15口井的生产测试。图7为高-XX井压裂前40臂井径测井资料曲线图的一段，该井井底3 812m，从图7可以看出该井射孔层段在3 682～3 685 m、3 691～3 694 m和3 700～3 710 m处。该井压裂后使用井径伽马磁定位组合仪器进行测井，曲线图如图8所示，可以看出，射孔孔眼明显变大[4]。

压裂前测试时，先使用伽马磁定位仪器测量伽马和磁定位信号，然后再测量40臂井径信号。压裂后组合仪器一次下井即可录取40井径、伽马和磁定位信号，单井节约4h测井时间，降低了劳动强度，提高了工作效率。组合仪器得到测井班组的好评，测井资料得到冀东油田地质大队的认可[5]。

图7　高-XX井压裂前的40臂井径测井资料曲线图

图8　高-XX井压裂后的40臂井径测井资料曲线图

4结束语

高温井径伽马磁定位组合测井仪可组合使用也可单独使用，且能自动识别16臂仪器和40臂仪器。该仪器一次下井可同时录取井径、伽马、磁定位等信号。保证了MAC多臂井径成像测井仪在校深(尤其是深井)方面将更加准确且提高测井时效。该仪器能在150℃、80 MPa下稳定可靠的工作，在冀东油田的成功应用，提高了测试分公司在大庆油田以外测井市场的竞争力。

参 考 文 献

[1] 梁忠明.井径伽马磁定位组合测井仪的研制[J].石油仪器，2013,27(3):41-42.

[2] 王全宇.可重复触发单稳态触发器在检测电路中的应用[J].自动化与仪器仪表，2011,31(3):100-101.

[3] 翟国富，王其亚，程贤科，等.常温和高温环境电磁继电器触点侵蚀及失效模式分析[J].电工技术学报，2010,25(9):80-86.

[4] 刘树峰.DCTS-43电磁探伤和MAC40臂测井仪在吉林油田的应用[J].石油仪器 2012,26(1):42-44.

[5] 乔贺堂.生产测井原理及资料解释[M].北京: 石油工业出版社.1992.

Application of High Temperature Caliper-gamma-CCL Logging Tools to Jidong Oilfield

LIU Dapeng

(Logging&TestingServicesCompanyofDaqingOilfieldCompanyLtd.，Daqing，Heilongjiang163311，China)

Abstract：The multi-arm caliper imaging logging tool is used to evaluate the casing damage, detect the quality of the perforation and the casing. Since the two-time lifting and lowering of the tool can increase the intensity of labor, a type of gamma-CCL tool is designed to be combined with multi-arm caliper instrument. Hence one-time lowering of the tool could complete the extraction of well diameter, gamma and CCL signal. After the completion of the instrument, field experiments are carried out in Daqing oil field. It has been proved that the instrument can work stably and reliably under 150 /80MPa. The production taskes of 10 wells in Jidong oilfield show the new instrument can accurately measure the casing corrosion and deformation degree. It can provide detailed and reliable basis for monitoring casing conditions and prolonging the service life of the oil wells.

Key words：caliper-gamma-CCL logging tool; casing detection; perforation detection; depth correction

(收稿日期：2015-11-20编辑：高红霞)

中图法分类号：P631.8+1

文献标识码：A

文章编号：2096-0077(2016)02-0057-03

第一作者简介：刘大鹏，男，工程师，2011 年毕业于佳木斯大学计算机科学与技术专业，目前在大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司，从事生产测井仪器的研发与制造工作。E-mail:yqc-1zm@163.com

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