EILOG系統與高分辨聲波測井儀接口的設計與實現

譚來軍 秦 力 區廣宇 韓壯科 宋 濤 范 欣 黃 競

(中國石油測井有限公司技術中心 陜西西安)

EILOG系統與高分辨聲波測井儀接口的設計與實現

譚來軍 秦 力 區廣宇 韓壯科 宋 濤 范 欣 黃 競

(中國石油測井有限公司技術中心 陜西西安)

由我國自主研發生產的EILOG成套裝備系統(以下簡稱EILOG系統)在國內油田的普及推廣與使用,EILOG系統與各油田的測井儀器的成功配接也成了滿足生產中的必然,而接口系統的設計與實現也成為配接問題的關鍵。文章就此關鍵問題設計了一種接口系統,此接口設計基于高分辨聲波測井儀的測量原理,在實現過程中利用EILOG系統地面軟件的接口規范、井下硬件遙傳短節采集板對聲波邏輯信號進行轉換。經現場驗證,得到預期的測井效果,使得EILOG系統得以廣泛推廣。

EILOG成套裝備系統;高分辨率聲波;接口系統

0 引 言

隨著中國石油測井有限公司自主研發的EILOG成套裝備系統(以下簡稱EILOG系統)在國內油田的普及推廣與應用,配接油田的測井儀器也成了工作中的必然。EILOG系統采用100 k電纜BPSK編碼傳輸,井下儀器間采用DTB節點的方式進行通訊;地面軟件系統基于Window XP環境,采用模塊化分層式結構程序設計思想[1],有著友好的配接和擴展功能,使高分辨聲波儀器能夠完整的配接在EILOG系統中,既滿足了EILOG系統在油田的生產要求,同時也為EILOG系統在油田的推廣和使用提供了保障[2]。

隨著油氣勘探和開發程度逐漸加深,迫切需要解決薄層劃分和厚層細分問題,尋找漏失掉的油氣層薄層的儲油層。研發的高分辨率聲波儀在劃分油氣薄層有著廣泛的應用和良好的效果,而使兩種設備完整配接使用,完成接口設計在油田已經成為了生產的迫切需要;同時為EILOG系統大大提升配接國產測井裝備的能力和水平提供了保障[3]。

1 高分辨率聲波原理[4]

聲波在不同介質中傳播時,其速度、幅度衰減及頻率變化等聲學特性是不同的。聲波速度測井是測量滑行縱波在井壁地層中傳播速度的測井方法。聲波在巖石中的傳播速度與巖石的性質、孔隙度以及孔隙中所填充的流體性質有關,因此,研究聲波在巖石中的傳播速度或傳播時間,就可以確定巖石的孔隙度,判斷巖性和孔隙流體性質。高分辨率聲波采用單發四收工作方式提高了劃分油氣薄層的能力,地面系統按照深度推移的工作方式,向井下遙測儀器發聲波發射命令,高分辨率根據遙測儀器的控制指令,完成聲波的發射,同時將相應的接收探頭的信號進行放大、濾波等預處理,同發射標志信號合并后送到地面。

高分辨率聲波的測量原理采用深度推移的工作原理,推移過程示意如圖1所示。地面系統根據儀器行走的深度值,控制聲波的發射,計算四個接收探頭到同一深度地層的時差,得到薄層(即高分辨)時差。利用第一個接收探頭和第四個接收探頭在上下圍巖的時差平均值,得到補償時差。高分辨率聲波探頭的四個接收晶體間距為150 mm,縱向分辨率為150 mm,源距為800 mm。

圖1 深度推移過程示意圖

注:Rab a為發射周期數,b為接收晶體序號。

儀器移動12.5mm聲波發射一次,經歷16個周期儀器移動1個聲系源距距離,即800 mm。具體時序及時差計算方法如下:

式(6)中,0.15是接收晶體之間的間距。

式(7)中,0.45是第一個接收晶體和第四個接收晶體之間的距離。

高分辨率聲波在得到遙傳短節儀器下發的聲波邏輯信號后,立即將聲波通過電纜纜芯7將聲波模擬信號上傳,而遙傳儀器下發的聲波邏輯信號是利用深度每8 mm下發一次,依次循環上傳四道波為一個周期。所以高分辨率聲波測井與深度有著等深的時序關系,為了達到測井效果和測井的高分辨率,儀器測速不得高于720 m/h;而EILOG系統則是工作在固定的80 ms/幀或者20 ms/幀的等時工作方式下。

EILOG系統為了滿足高分辨聲波儀器的特性,將系統的等時方式與等深系統進行了換算,將EILOG系統調整在20 ms/幀的工作方式下,每兩幀下發一次聲波邏輯信號則可以滿足高分辨率聲波的等深測井要求。

2 配接高分辨率聲波設計與實現[5]

2.1 硬件部分

聲波邏輯信號轉換原理圖如圖2所示。高分辨率聲波采用纜芯4、6供180 VAC,井下儀器纜芯12芯為下發聲波邏輯信號:脈沖幅度+12 V,脈沖寬度為10 ms,高分辨率聲波接口接收到聲波邏輯信號后將采集到的聲波模擬信號通過纜芯7上傳;所以首先將EILOG系統遙測通訊短節下的24芯下發聲波邏輯-12 V脈寬為10 ms的信號反相,然后將纜芯7信號上的聲波模擬信號直接送到100 k遙傳短節進行信號采集,通過遙傳儀器將信號編碼后上傳進行地面采集和運算處理,得到完整的測井資料。

圖2 聲波邏輯信號轉換原理圖

2.2 軟件部分

測井儀器有不同的種類,新儀器的研發也在不斷進行中。要求在不改動系統上層軟件的前提下,測井地面系統能夠快速配接的各種測井儀器滿足生產需要。而EILOG-05系統的基于Window XP環境研制開發,采用模塊化結構程序設計思想,有著標準開放的儀器的接口,所以將高分辨率聲波作為一個標準的測井儀器,迅速的將高分辨率聲波儀器生成新的動態鏈接庫,并完成儀器的模擬信號的采集與處理。

EILOG系統地面軟件采用節點動態配置,為實現新儀器的動態添加和卸載提供實現的功能,在無需改動系統軟件動態配置與設備無關的的條件下,實現添加新測井儀器的方案。EILOG系統地面軟件統一規范和約定了動態庫的標準接口,即儀器基類CLogging-Tool,從CLoggingTool派生出來的新儀器類CNewTool實現后,編譯連接成一個DLL后安裝到系統中,在測井時,只需打開DLL,按照規范獲取CNewTool一個對象的地址,根據動態聯編技術就能對CNewTool進行調用就可以將新配接的儀器添加到EILOG-05系統中,下面詳細說明動態裝載新儀器的思想。

由以上標準的接口規范,利用Windows操作系統的DLL特點,實現動態添加高分辨率聲波儀器和動態地升級處理算法等是完全可以實現的。

2.3 結果分析

為驗證ELOG與高分辨率聲波儀器接口系統的效果,在大慶油田xxx井進行驗證,對比效果圖如圖3所示。測井時分別進行慧眼1000系統與ELOG系統在xxx井對比測井,從圖中可以看出,高分辨聲波在EILOG系統所測效果與原慧眼1000系統一致,完全可以實現與ELOG的成功配接。

圖3 大慶油田xxx井對比效果圖

4 結 論

高分辨率聲波已經完整的配接在EILOG系統中,并且在吉林油田測井多口,現場測井能夠滿足現場的需要,得到預期的效果。

[1] 木林森.Visual Cγγ6.0使用開與開發[M].北京:清華大學出版社,1999

[2] 湯天知.EILog測井系統技術現狀與發展思路[J].測井技術,2007,31(2)

[3] 中國石油集團測井有限公司.EILog-05成套裝備用戶手冊(上冊).2007(資料)

[4] 中國電子信息產業部第二十二研究所.高分辨率聲波儀器維修手冊.2009(資料)

[5] 大慶鉆探工程公司測井地球物理研究所.大慶慧眼1000成套裝備維修手冊.2009(資料)

Design of the inter- face system between EIlog system and high resolution acoustic logging tool.

Tan Laijun,Qin Li,Ou Guangyu,Han Zhuangke,Song Tao,Fan Xin and Huang Jing.

Based on logging principles of high resolution acoustic logging tools,a system that provides interface standard of EILog surface system and acoustic logic unit is designed.The application shows the expected result is achieved.

EILog well logging system;high resolution acoustic logging;interface system

P631.8+1

B

1004-9134(2011)03-0004-03

譚來軍,男,1978年出生,工程師,2000年畢業于江漢石油學院計算數學與軟件開發專業,現在中油測井有限公司技術中心從事石油測井儀器的軟件開發工作。郵編:710077

2011-02-22編輯梁保江)

PI,2011,25(3):4～6

·開發設計·