Eclips-5700自然電位測量問題分析與處理

唐宇霖，唐金波，劉先平，嵇成高，胡文才，楊 波

（中國石油測井有限公司天津分公司，天津 300280）

0 引言

自然電位測井是裸眼常規測井中的一項重要內容，其測井曲線可以判斷巖性、確定滲透層、求取地層水電阻率、估算地層泥質含量及判斷水淹層等[1-2]，自然電位測井被認為是簡單穩定的測井項目，且在測井理論和處理方法上容易理解和實施[3]。但Eclips-5700 測井系統在自然電位測井時偶爾會出現基線不穩、數值異常、與其他測井曲線相關性差等問題。國內各測井施工單位為解決該問題進行了大量的研究工作，但實施效果或經濟性及施工時效性仍有不盡人意之處。因此，通過對Eclips-5700 測井系統自然電位測量系統及信號流程解析，找出該系統產生自然電位測量問題的原因并提出解決措施。

1 自然電位測井簡介

自然電位測井系統通常由井下測量電極、參考電極、信號測量單元組成[4]。常用的井下測量電極包括馬龍頭電極、雙感應八側向自然電位測量環、高分辨率陣列感應自然電位測量環、側向加長電極自然電位測量環等；參考電極一般采用穩定金屬制作的電極棒，測井時置于不易受干擾且與大地接觸良好的地面上；信號測量單元通常由隔離放大、有源低通濾波、信號輸出等部分組成。Eclips-5700 測井系統的自然電位測量電極一般使用高分辨率陣列感應上的自然電位測量環或側向加長電極上的自然電位測量環，參考電極因測量方式不同分別使用地面電極或電纜外皮，信號測量單元可根據測量方式的不同采用地面系統的SP通道或遙測短節的信號處理單元。

2 影響因素分析與驗證

在利用Eclips-5700 測井系統進行自然電位測井時，在部分井中會出現自然電位曲線基線不穩、數值異常（圖1）、與其他測井曲線相關性差等問題。而分析驗證這些影響因素，是解決問題的關鍵要素。

在雙側向測量項目中，自然電位測量電極為側向加長電極上的自然電位測量環，參考點是電纜外皮。只能測1 條SP-BRDH曲線。與側向并測的自然電位曲線出現基線嚴重漂移、數值異常時，如將加長電極的自然電位測量環直接接入電纜7#纜芯，由地面系統采集SP 曲線，問題將消失。

與高分辨率陣列感應并測自然電位時，可以測量SP-SPDH自然電位曲線。測量電極為陣列感應尾部的自然電位測量環，參考電極分別為地面電極和電纜外皮。在與高分辨率陣列感應同時測量的SP 曲線在部分井中會出現數值異常、地層分辨率低等問題。分析高分辨率陣列感應自然電位測量環的結構可知，該測量環采用不銹鋼材料，距儀器連接環金屬外殼40 cm。由于自然電位測量環與儀器連接環金屬材料不同且相距較近，其各自電極電位亦不相同，其間會產生相互影響。另外由于測量環與高分辨率陣列感應1515MA 線路連接環金屬相距較近，也會對SP曲線產生影響，導致其地層分辨率變低。

3 處理方案

對Eclips-5700 測井系統自然電位測量電極影響因素分析與驗證結果認為，在與側向并測自然電位時，纜皮電位不穩是影響SP 曲線質量的主要因素；在與高分辨率感應并測自然電位時，自然電位測量環的材料和設計位置是影響SP 曲線質量的主要因素。

3.1 測量纜皮電位曲線

在進行側向組合并測自然電位時，在地面將10#纜芯接入地面系統自然電位測量通道，在3514 進行SPDH 測量的同時進行SP 測量。在實時測井完成后，利用測后處理程序，將SPDH 曲線測井數據與SP 曲線測井數據相減，可消除纜皮電位不穩造成的干擾。

3.2 定制專用自然電位測量短節

使用與雙側向同樣的硬電極材料，制作自然電位測量短節。采用短節玻璃鋼，自然電位測量電極置于玻璃鋼中間位置，上下插頭插座1#～7#芯以及10#芯對應相通，將自然電位測量環引線連接至下插頭7#和8#芯。在進行非側向儀器組合不使用MODE7 模式傳輸信號的情況下，將專用自然電位測量短節安裝于儀器最上部，其兩端加裝扶正器防止摩擦電位干擾。測井前，由操作工程師設置地面控制菜單“SP SOURCE CONTROL”，選擇“BRlDLE”設置，這樣就可測量符合質量要求的SP 及SPDH曲線。

4 結語

圖1 SP 曲線基線不穩、數值異常

自然電位測量電極結構簡單，施工容易，但在測量過程中其測量信號會受到多種因素的影響。通過對Eclips-5700 自然電位測井影響因素的驗證分析，找出影響該系統產生自然電位測量質量問題的主要原因，并針對性的提出解決方案。了解自然電位測井的影響因素，對于規范自然電位測井的施工環境、自然電位測量電極的結構設計、自然電位測量方式的選取都有著重要的意義，同時也為制定現場自然電位測井的質量控制措施提供重要依據。