改進組合測井儀應用，提高測井時效

劉長義

摘 要：對于普通的裸眼井測井，通常感應+聲波+井斜方位+自然伽馬采用組合測井，而R4、R25、自然電位、井徑、微電極等曲線的測量，需要使用綜合儀進行測量，該儀器測量完成以上5種曲線，需要儀器在井中來回起下三趟以上，且井徑臂不能推靠，測井效率十分低下，遇阻、遇卡情況時有發生。本文通過對儀器原理及電路分析改進，成功實現了組合測井儀的測井應用，使用綜合儀只需一次下井即可完成測井曲線，測井時效明顯提高。

關鍵詞：組合測井；儀器；改進

1 技術背景

當前對于水平井、大斜度井及特殊井測井一般采用水平井測井工藝進行大滿貫組合測井，目的是提高測井效率，一次下井可取全大部分測井資料。對于普通的裸眼井測井，通常感應+聲波+井斜方位+自然伽馬采用組合測井，而R4、R25、自然電位、井徑、微電極等曲線的測量，需要使用綜合儀進行測量，該儀器測量完成以上5種曲線，需要儀器在井中來回起下三趟以上，且井徑臂不能推靠，測井效率十分低下，遇阻、遇卡情況時有發生。隨著技術的進步，SL3112組合測井儀的應用可以改變這種狀況，但由于組合測井儀本身存在的缺陷與不足，測量的R4、R25曲線抖動嚴重、微電極曲線異常、儀器穩定性差等問題，造成儀器到貨后一直未能投產使用。

2 問題分析及改進措施

2.1 存在的主要問題

通過前期儀器試驗，發現影響儀器投產應用的主要問題是：R4、R25曲線抖動嚴重，曲線質量低，需多次測量證實；微電極曲線異常，測量數據不準確；儀器穩定性差，測井過程中時常損壞，無法工作；儀器馬籠頭通用性差，只能配接組合測井儀使用，感應、聲波等其它儀器無法使用，頻繁的更換馬籠頭造成時效降低；斜井測井中，微電極及井徑曲線質量低，有時需重新測量證實。

2.2 改進措施

R4、R25曲線抖動問題：電極系工作過程中有供電回路和測量回路兩個回路，供電回路提供一恒定電流，通過供電電極在井下產生一個人工電場，測量回路的兩個測量電極之間因地層電阻率的不同，在人工電場的作用下產生不同的電位差，該電位差經放大、檢波，得到與地層有關的信號，經刻度計算獲得地層的視電阻率曲線。經分析，原儀器處理電路中，斬波電路參數選取不合理，供電波形上下半周幅度不一致，相敏檢波電路正負半周有幅度差，造成測量的曲線存在抖動、進套管不回零等異常情況。通過重新計算、仿真，改進后的斬波電路把13Hz的參考信號輸入到模擬開關3U9（AD7510）的控制端，分時控制比較放大器3U7的同相端和反相端接不同的電位，經3U7放大后，輸出為13Hz左右的方波信號作為電極系壓控恒流源的基礎輸入；處理模塊由RS-01模塊和僅有的幾個外圍電阻組成。RS-01模塊完成電極系動態恒流源的產生，電極系信號的放大、量程變換以及信號整形工作。通過1R4、1R7可以調節信號的放大倍數。

微電極曲線異常問題：微電極測井是一種用于劃分薄層及滲透層并求取地層沖洗帶電阻率的測井方法，微電極極板采用了特殊結構，把三個微小的電極等距離直線排列鑲嵌在耐磨的絕緣極板上，三個電極加上一個回路電極組成兩個不同類型的微電極系。經分析，原儀器微電位參考回路電極使用R25的N電極環，造成測量過程中微電極信號和R25信號相互干擾、曲線異常。通過研究試驗，將微電位回路改為儀器外殼，問題得到解決。

儀器穩定性問題的改進：原儀器在測量過程中經常出現儀器壞，無法施工的情況，維修時發現主要為功放等器件損壞。經分析，發現原儀器電極系供電電路電流為100mA左右，造成823功放等器件功耗大、溫度高、穩定性差、易損壞，通過減小供電電流，提高測量電路增益，滿足了刻度要求，提高了儀器穩定性。

儀器馬籠頭的改進：原儀器的馬籠頭接線方式與其它馬籠頭不同，有六個電極環，且纜芯7不貫通，通過對該儀器和其它測井儀器馬籠頭接線傳輸方式的分析，改變組合測井儀上、下19芯的供電、測量定義，并設計制作新式馬籠頭，在不影響測井曲線質量的前提下，馬籠頭電極系改進為五個電極環，實現了馬籠頭功能合一，可以配接各種下井儀器。

儀器推靠器的改進：原儀器推靠器推靠臂為聯動設計，測井過程中儀器不居中時，尤其在斜井中測量時，微電極極板不能良好的貼靠井壁，造成微電極曲線及井徑曲線質量較差，有時需要重新測量證實，測井時效降低。為解決該問題，設計制作了專用扶正器，保證儀器居中測量，同時設計制作了新式推靠器，推靠臂為分動設計，微電極極板可根據井壁情況自行微調方向，保證微電極極板良好貼靠井壁，提高了曲線質量。

3 應用

儀器改進完成后，在濱648-斜39、牛35-斜19等井進行下井試驗，取得良好測井資料，測井時效獲得大幅提高，3112組合測井儀測井時效明顯高于老式綜合儀。同時試驗成功后，共改進完成10支儀器，避免了資源浪費，節省了新儀器購置成本。之后的6個月共完成400余口井測井施工，有效地縮短了鉆井完鉆時間，節約了勘探開發成本；測井過程中儀器工作穩定，測井資料符合《SY/T 5132-2012 石油測井原始資料質量規范》要求，合格率100%。

3112組合測井儀的應用，直接降低了測井施工時間和勞動強度，縮短了鉆井完鉆時間及油井開發周期，降低勘探開發成本，提高了生產效率和工作效率，同時由于降低了測井施工時間，使得測井小隊有充足的時間保養設備和儀器，進一步提高了水平井、特殊疑難井的測井一次成功率，間接降低了儀器遇阻、遇卡等工程事故發生的概率，直接經濟效益、間接經濟效益和社會效益明顯。

4 結束語

通過該儀器的改進使用，之前需要起下三趟儀器才能取全的測井曲線，現在只需一次即可完成，避免了頻繁上提下放儀器和更換儀器。另外，組合測井儀采用馬達推收模式，也解決了原先在使用綜合儀未炸開井徑腿時需重復施工或炸開井徑腿后就無法再下放儀器的弊端，可以輕松地測量重復測井曲線。在下一步工作中，將不斷的對儀器進行改進與完善，使該系列儀器能適應各種復雜井況條件的施工。