固井質量測井儀維修檢測方法改進分析研究

張 健 任傳武

（中海油田服務股份有限公司天津分公司，中國 天津 300459）

0 引言

CBMT扇區固井質量測井儀不受儀器偏心的影響，適合在各種流體的井內測井，因此在現場得到了廣泛的應用。本文通過故障的分析，對多種問題進行深入剖析。

1 DTMN和DTMX分叉、衰減率回零的原因

CBMT61扇區水泥膠結成像測井儀主要用于套管井進行固井質量測量。其原理是通過六個極板上的換能器在井周360度范圍內對水泥固井質量進行測量，每個極板含有兩個發射換能器和一個接收換能器。每組換能器相互補償測量。

CBMT61XA儀器采用在圓周上均勻分布6個探測臂的獨特設計，在測量過程式中不會漏掉水泥環面上的細小裂縫，探頭排列展開后如下圖1所示：

T1～T6為發射探頭，R1～R6為接收探頭，發射探頭發射的聲波信號經套管耦合到接收探頭，水泥膠結的質量越好，接收探頭收到的信號越弱，計算聲波信號的衰減量，就可以得到水泥膠的良好程度。為了抵消發射和接收探頭靈敏度的個體差異，采用同一扇區兩次收發的方式，其計算公式是 ACT=（10/d）lg(近幅度 *近幅度/遠幅度 *遠幅度)；以 T1,R2,R3,T4為例，當發射器T1發射時，接收器R2和R3測量其下行聲幅，定義為A12和A13，如圖所示。由于使用同一發射測量兩個幅度值，而且衰減測量只取決于幅度比。因此，下行衰減不受發射強度的影響，其結果僅取決于接收器的靈敏度。

于是套管波的衰減率為：α1＝（10/d）lg(A12/A13)

當發射器T4發射，由接收器R2和R3測量其聲幅，定義為 A42和 A43。同樣，該衰減值也不受 T4發射強度的影響，而僅僅取決于接收器的靈敏度。

套管波的衰減率為：α2＝（10/d）lg(A43/A42)

兩次測量結果組合在一起可求出補償后的衰減值：

ATC1=α1+α2=(10/d)lg［(A12×A43)/(A13×A42)

因而所得結果消除了接收器靈敏度的影響。

這種測量過程在6個分區中的每一個都進行著重復。這樣，對于六個區塊的每一個，衰減測量結果得到完全的補償。

通過上面的公式我們可以看到，衰減率的測量依賴于每個Subcycle的首波提取的正確，而觀察每個首波提取是否正確可以通過觀察時差提取是否正確，即DTMN和DTMX的一致性是否良好，因此，我們可以看到，DTMN和DTMX分叉及衰減率為零（實際上衰減率是負值）實際上是一個問題，是因為首波提取不正確導致的。首波提取不正確，必然是極板工作狀態不正常（其中包括極板本身的問題，極板驅動的問題等），而通過show2D我們就可以判斷是哪個極板工作不正常導致的。

下面來看show2D窗口：

從上圖可以看出，近接收的幅度比遠接收的幅度還要低，而且近接收的增益比遠接收的增益還要高（增益越高，說明信號越弱），增益在最大值21附近，說明近接收的信號很弱。根據衰減率計算方法，可以知道6個扇區的衰減率為負值，明顯這是有問題的。那么，為什么會出現這種情況呢，從圖中可以看出，12個subcycle的值都是錯誤的。但是，通過仔細觀察，我們可以發現，1、3、5進行組合時和2、4、6進行組合時，數據是符合要求的。之所以近接收的幅度和增益全部錯誤，是因為不管是那個極板發射，近接收都是另一組合里面的極板，比如，當1號極板發射時，近接收肯定是 2、4、6號極板中的一個，不會是 3、5號極板中的任何一個，同理，當其他極板發射時，情況也是一樣的。因此我們可以推斷出，1、3、5號極板之間是匹配的，而 2、4、6號極板之間也是匹配的。 但是 1、3、5和 2、4、6之間是不匹配的。通過我們檢查，發現 1、3、5和 2、4、6極板的觸發極性不同導致，其中 1、3、5極板的觸發極性一致，2、4、6極板的觸發極性一致。 而這種情況依據我們傳統的檢測方法（自發自收），是無法發現任何問題的。

2 檢測方法改進的探索

第一，我們要確定6個極板的極性是一致的，因此每次更換極板前，要先對探頭的極性進行檢查，以確保新更換的探頭極性和原探頭極性一致,并且要確認原極板接線和下圖一樣，然后再組裝新更換的極板。

第二，發射信號的檢測，首先我們要對發射脈沖進行檢測，確保2路發射脈沖都正常，如果其中一路正常，而另外一路不正常，而探頭的靈敏度又比較高，我們地面檢測就會認為儀器是正常的，但是下井后，就會出現DTMN和DTMX分叉的情況。

3 結束語

DTMN和DTMX分開、衰減率回零的異常情況，一直困擾著現場作業人員和儀修人員。通過上面檢測方法的實踐，我們就可以保證CBMT儀器下井作業不出現DTMN和DTMX分叉情況的發生，從而解決了地面檢測無法確認儀器狀態好壞的瓶頸，保障了現場作業的時效。