国产分区水泥胶结测井仪改进与应用

代克军，李卫强，王海军，邵 波，李 伟，王 韬

（中国石油集团测井有限公司天津分公司，天津 300280）

0 引言

分区水泥胶结测井仪是一种应用于固井质量评价的测井仪器，与传统的CBL 相比，能够更直观地以图像形式反应井周的固井质量，且具有较高的周向分辨率，能够确定水泥窜槽的大小和方位[1]。该仪器测量时受偏心影响较小，在斜井中仍可取得优质测井资料[2-3]。基于上述优点，该仪器在各大油田得到广泛使用。然而，国产分区水泥胶结测井仪在一些固井质量比较差、5寸套管或者自由套管的情况下经常出现VDL 波形饱和现象，仪器测量的到时易受噪声的影响。这些问题对国产分区水泥胶结测井仪应用效果产生一定负面影响。

1 国产分区水泥胶结测井概述

国产分区水泥胶结测井组合为磁定位CCL 短节、自然伽马短节、通信短节、推靠极板短节和VDL 变密度短节。磁定位CCL短节为专用于国产分区水泥胶结测井仪的磁定位仪器，与其他常规磁定位仪器不能通用，作用是测量套管节箍位置；自然伽马短节是测量地层自然伽马射线，用于地层深度的校正；通信短节是线路的中枢，控制和采集所有的测量参数，控制地面通信；推靠极板以环绕的方式在井眼周向的6 个角度区块定量测量套管外水泥胶结的完整性[4-5]；采用改良的VDL 短节测量水泥与地层界面的胶结情况，在软地层中使用效果良好。

2 VDL 接收信号饱和问题与解决

2.1 问题描述

在一些固井质量比较差、5 英寸套管、自由套管的情况下出现VDL 采集波形饱和现象，图1 所示为在伊朗AHWAZ 地区AZNS 某井出现的VDL 信号饱和现象。仪器的现场检查与刻度均正常，但是在测井过程中出现VDL 采集信号饱和现象，即使在地面将VDL 增益调到零值的情况下还是处于饱和状态，影响了固井质量的解释分析与评价。

图1 VDL 采集波形饱和现象

2.2 分析解决

VDL 声波变密度测井仪器由控制器、发射电路板、发射驱动电路、VDL 换能器（发射接收探头）和接收板组成。结合电路布局和更经济实用的角度考虑，最优化方案是只改进接收板前置放大电路。接收电路板前置放大电路如图2 所示，U1 用于VDL 信号的接收，其输出经过高通滤波后，通过多路选择器送往数字处理线路处理。在VDL 接收前置放大器电路中，放大倍数与R3 的值成反比关系，R3 为2.1 kΩ，电路放大倍数为20 倍。因此，通过修改前置放大器放大倍数来改善信号状况。通过多次试验，将R3 阻值换成50 kΩ 后，电路放大倍数变成1.8 倍。在正常情况下不影响电路的采集性能，在自由套管、5 英寸套管或者固井质量差的情况下也不会出现饱和现象。

2.3 改进效果

经过改进的仪器，由于接收能量变小，VDL 波形恢复正常，如图3 所示，保证了固井质量的准确性。

3 到时曲线噪声问题与改善

3.1 问题描述

在伊朗AHWAZ 地区AT 老区块某井DTMN 与DTMX 曲线出现毛刺现象，如图4 所示，灰色方框内的测井曲线出现噪声干扰，影响仪器使用效果。

3.2 分析解决

造成到时曲线出现干扰的原因有：①仪器采集电路的地线处理不佳；②分区水泥胶结测井受井壁影响较大。因此，首先要减少信号接收处理过程中的噪声干扰，在电源板的输入端和输出端增加地线接到仪器外壳，从而减少电源噪声；在采集板的输入端及输出端增加地线，接到仪器外壳，减少信号采集过程中的噪声。另外，在测井之前要进行套管刮壁，保证套管内壁干净，尽量降低井壁影响。

图2 接收前置放大电路

图3 改进后的VDL 采集波形

图4 有噪声毛刺的DTMN 与DTMX 曲线

3.3 改进效果

改进仪器，刮完井壁后，重新进行分区水泥胶结测井，图5测井资料为改进后的效果，图中灰色方框内DTMN 与DTMX 曲线平滑无噪声。

图5 平滑的DTMN 和DTMX 曲线

4 结束语

国产测井仪器在稳定性和可靠性方面与进口仪器还存在较大差距。在仪器测井应用过程中，可以通过不断发现问题，完善改进仪器性能，提高测井资料的准确性和稳定性。本文通过对国产分区水泥胶结测井仪应用过程中出现的VDL 波形饱和以及到时曲线噪声问题，从降本增效角度出发，采用稍微改良电路的方式，解决仪器存在的较大问题，通过现场实际测井，应用效果良好。