MIT5530阵列感应的刻度方法及重要性

2010-02-06朱艳山

石油管材与仪器 2010年3期

关键词：刻度电导率测井

朱艳山柯擎梁丽黎晗

(1.中国石油测井有限公司华北事业部廊坊项目部仪修河北廊坊

(2.西安方元能源工程有限责任公司陕西西安)

(3.中国石油测井有限公司长庆事业部仪修中心陕西西安)

MIT5530阵列感应的刻度方法及重要性

朱艳山1柯擎2梁丽1黎晗3

(1.中国石油测井有限公司华北事业部廊坊项目部仪修河北廊坊

(2.西安方元能源工程有限责任公司陕西西安)

(3.中国石油测井有限公司长庆事业部仪修中心陕西西安)

阵列感应测井仪器测量的是地层的视电导率,但仪器测量的原始信息是物理上的每一个接收子阵列接收地层的二次场信号,不能直接代表地层视电导率,所以要进行工程值转换。将测量信号转换成地层电导率信息,称为刻度环刻度,即获取仪器K值和直耦值的过程。而保证测井曲线质量最主要的环节是测井仪器的刻度。

电导率;刻度;阵列感应

0 引言

MIT5530阵列感应测井仪是中国石油测井有限公司挺进成像时代的标志性产品。该仪器在安塞项目部推广使用过程中出现最多的问题,就是某条原始电导率曲线整井段下掉,影响测井的成功率。我们根据使用和维修的过程进行了多层次的分析总结,得出了有益地经验。

1 MIT5530阵列感应测井仪概述[1]

基于电磁感应测量原理的MIT5530阵列感应测井仪(Multi-Array Induction Logging Tool)是测量地层电导率的一种测井方法。传统的感应测井是利用多个发射线圈、多个接收线圈分别串联,产生具有固定探测深度和纵向分辨率的线圈系特性,属于硬件聚焦类型。而MIT阵列感应成像测井采用具有多个间距的8个简单的线圈阵列基本结构,这些基本的线圈阵列特性经软件合成、聚焦等处理,可以得到具有多种纵向分辨率、多种径向探测深度的探测特性。它具有多种工作频率、丰富的虚部信号,可以使趋肤校正更方便、准确,也拓宽了地层电导率的测量范围。因此,它具有比常规电阻率仪器更准确、更直观的解释结果,具有较强的划分薄层及反映层内的非均质性能力,能直观合理地描述地层侵入特征和地层真电阻率,成为解决复杂非均质储层测井解释的重要手段。

2 MIT5530阵列感应的刻度[2]

2.1 刻度目的

阵列感应仪器测量地层的视电导率,但测量的原始信息是物理上每一个接收子阵列接收地层的二次场信号,不能直接代表地层视电导率,需要进行工程值转换。将测量信号转换成为地层电导率信号,称为刻度环刻度。即获取仪器K值和直耦值(无用信号)。

2.2 刻度原理

阵列感应测井仪器理想的刻度方法是找到均匀无限大的一种电导率地层,然后据测量仪器在地层中产生的电压信号,建立地层电导率与测量电压值之间的关系。通常,感应测井仪器的刻度是采用在一定直径的导电环路上串接不同阻值的电阻,从而模拟一定电导率的均匀地层,并且导电环路垂直放置在线圈系某一特定位置上,记录不同线圈系所感应的二次电压信号峰值。在进行仪器刻度之前,首先要利用电桥等精密仪器测量刻度环电阻、电感值,从而由几何因子理论,针对不同直径刻度环连接,相应刻度电阻时计算出仪器各子阵列线圈的测井理论值;其次,在实际刻度时通过记录实测各子阵列线圈响应的电压信号,最终完成相关计算,得到仪器相应的K值和直耦值。

仪器K值:K=理论值/(测量值加环-不加环测量值)

仪器直耦值:Sonde=K值×不加环测量值

式中各个项都为复数。

2.3 影响刻度的主要因素

1)在刻度周围30 m×50 m内无大的导电物体,地下也无大的导电物体,无任何无线电干扰,包括工频干扰、基站干扰、电台干扰等。

2)刻度时供电电源要稳定。要求工作电压200 V～220 V,频率49 Hz～50.2 Hz。频率过高(大于51 Hz)会导致井下DSP由于采集时间不够引起时序紊乱。

3)刻度时采用滑动刻度方法:刻度环在线圈系上缓慢匀速滑动,通过软件自动寻找每组线圈最大响应值位置进行刻度。此方法可消除线圈系老化导致线圈最大响应位置微量偏移和人为放置刻度环时的位置偏差给刻度结果带来的影响,保证仪器测量结果的准确性,同时方便现场使用。

4)刻度不能在雨天、雪天进行。

5)刻度时,建议仪器通电1 h后进行数据记录与测量。

6)刻度时选择环境温度尽量低的时段。

7)仪器经过检修或更换元器件的情况下应进行重新刻度。

8)做刻度时发射短接要求与线圈系进行硬连接,否则刻度得到的直耦值误差较大。

9)刻度人员必须保证自身不带有任何导电物质,例如金属眼镜架、金属皮带扣、手机甚至是香烟的锡纸包装。

3 刻度对测井曲线的实际应用

安塞项目部今年采用阵列感应测井100多口,其中问题最多的就是某条原始电导率曲线整井段下掉,如图1所示,后来通过分析和实验,仪器在使用中线圈系和元器件的性能发生改变,原来的刻度参数已经不适合了,需要重新刻度,于是仪修人员寻找一块空旷场地对有问题的仪器进行刻度。

连接好仪器后,先采集仪器的直耦值如图2所示,基线比较平直没毛刺跳尖,说明刻度环境比较理想,可以进行刻度。

阵列感应测井仪器的刻度主要分为四个环节,分别是小环刻度、中环刻度、大环刻度和直耦刻度。

表1 阵列感应刻度参数表

图1 XX井6055303021阵列感应原始电导率曲线

图2 仪器的直耦值

阵列感应测井仪器的小刻度环刻度,根据表1的描述,应该选择直径为250 mm的小环串联10Ω刻度电阻来完成。点击图3中的小刻度环选项,同时匀速拉动刻度环,使其匀速走完阵列感应测井仪器的线圈系部分,地面只要记录到小环刻度时的6、9的最大观测点后,便可结束小环刻度。

中刻度环,选择10Ω电阻串联500 mm的刻度环,按照小环刻度的要求,直至地面完成相应的12、15、21线圈的极大值采集完毕。

大环刻度选择5Ω电阻串联1 200 mm大环,如同前面的小环与中环一样,并记录27、39、72线圈的极大值。

图3 仪器的小环刻度值

仪器的直耦刻度时将刻度环从仪器线圈系部分移走,测量仪器在自然环境下的自身的零值。如图2所示[3]。

经过刻度计算得出的刻度数据和原来的进行比较,发现某些线圈的K值和直耦值发生了变化,如图4所示,这是6055303021阵列感应的两次刻度数据,这只仪器的问题是72L原始电导率曲线下掉如图1,观察这两次的刻度数据发现72L相应的直耦值比原来的刻度值减小了近20 ms,说明仪器在使用一段时间后线圈系及电子线路的性能发生了改变,原来的刻度参数已经不适用了。这个直耦值在曲线上的表现相当于减因子,值越大曲线越低,加载新的刻度值回放曲线,下调的曲线恢复正常。通过刻度后的仪器上井试用都测出了合格的曲线。