EILOG系统与高分辨声波测井仪接口的设计与实现

谭来军 秦 力 区广宇 韩壮科 宋 涛 范 欣 黄 竞

(中国石油测井有限公司技术中心 陕西西安)

EILOG系统与高分辨声波测井仪接口的设计与实现

谭来军 秦 力 区广宇 韩壮科 宋 涛 范 欣 黄 竞

(中国石油测井有限公司技术中心 陕西西安)

由我国自主研发生产的EILOG成套装备系统(以下简称EILOG系统)在国内油田的普及推广与使用,EILOG系统与各油田的测井仪器的成功配接也成了满足生产中的必然,而接口系统的设计与实现也成为配接问题的关键。文章就此关键问题设计了一种接口系统,此接口设计基于高分辨声波测井仪的测量原理,在实现过程中利用EILOG系统地面软件的接口规范、井下硬件遥传短节采集板对声波逻辑信号进行转换。经现场验证,得到预期的测井效果,使得EILOG系统得以广泛推广。

EILOG成套装备系统;高分辨率声波;接口系统

0 引 言

随着中国石油测井有限公司自主研发的EILOG成套装备系统(以下简称EILOG系统)在国内油田的普及推广与应用,配接油田的测井仪器也成了工作中的必然。EILOG系统采用100 k电缆BPSK编码传输,井下仪器间采用DTB节点的方式进行通讯;地面软件系统基于Window XP环境,采用模块化分层式结构程序设计思想[1],有着友好的配接和扩展功能,使高分辨声波仪器能够完整的配接在EILOG系统中,既满足了EILOG系统在油田的生产要求,同时也为EILOG系统在油田的推广和使用提供了保障[2]。

随着油气勘探和开发程度逐渐加深,迫切需要解决薄层划分和厚层细分问题,寻找漏失掉的油气层薄层的储油层。研发的高分辨率声波仪在划分油气薄层有着广泛的应用和良好的效果,而使两种设备完整配接使用,完成接口设计在油田已经成为了生产的迫切需要;同时为EILOG系统大大提升配接国产测井装备的能力和水平提供了保障[3]。

1 高分辨率声波原理[4]

声波在不同介质中传播时,其速度、幅度衰减及频率变化等声学特性是不同的。声波速度测井是测量滑行纵波在井壁地层中传播速度的测井方法。声波在岩石中的传播速度与岩石的性质、孔隙度以及孔隙中所填充的流体性质有关,因此,研究声波在岩石中的传播速度或传播时间,就可以确定岩石的孔隙度,判断岩性和孔隙流体性质。高分辨率声波采用单发四收工作方式提高了划分油气薄层的能力,地面系统按照深度推移的工作方式,向井下遥测仪器发声波发射命令,高分辨率根据遥测仪器的控制指令,完成声波的发射,同时将相应的接收探头的信号进行放大、滤波等预处理,同发射标志信号合并后送到地面。

高分辨率声波的测量原理采用深度推移的工作原理,推移过程示意如图1所示。地面系统根据仪器行走的深度值,控制声波的发射,计算四个接收探头到同一深度地层的时差,得到薄层(即高分辨)时差。利用第一个接收探头和第四个接收探头在上下围岩的时差平均值,得到补偿时差。高分辨率声波探头的四个接收晶体间距为150 mm,纵向分辨率为150 mm,源距为800 mm。

图1 深度推移过程示意图

注:Rab a为发射周期数,b为接收晶体序号。

仪器移动12.5mm声波发射一次,经历16个周期仪器移动1个声系源距距离,即800 mm。具体时序及时差计算方法如下:

式(6)中,0.15是接收晶体之间的间距。

式(7)中,0.45是第一个接收晶体和第四个接收晶体之间的距离。

高分辨率声波在得到遥传短节仪器下发的声波逻辑信号后,立即将声波通过电缆缆芯7将声波模拟信号上传,而遥传仪器下发的声波逻辑信号是利用深度每8 mm下发一次,依次循环上传四道波为一个周期。所以高分辨率声波测井与深度有着等深的时序关系,为了达到测井效果和测井的高分辨率,仪器测速不得高于720 m/h;而EILOG系统则是工作在固定的80 ms/帧或者20 ms/帧的等时工作方式下。

EILOG系统为了满足高分辨声波仪器的特性,将系统的等时方式与等深系统进行了换算,将EILOG系统调整在20 ms/帧的工作方式下,每两帧下发一次声波逻辑信号则可以满足高分辨率声波的等深测井要求。

2 配接高分辨率声波设计与实现[5]

2.1 硬件部分

声波逻辑信号转换原理图如图2所示。高分辨率声波采用缆芯4、6供180 VAC,井下仪器缆芯12芯为下发声波逻辑信号:脉冲幅度+12 V,脉冲宽度为10 ms,高分辨率声波接口接收到声波逻辑信号后将采集到的声波模拟信号通过缆芯7上传;所以首先将EILOG系统遥测通讯短节下的24芯下发声波逻辑-12 V脉宽为10 ms的信号反相,然后将缆芯7信号上的声波模拟信号直接送到100 k遥传短节进行信号采集,通过遥传仪器将信号编码后上传进行地面采集和运算处理,得到完整的测井资料。

图2 声波逻辑信号转换原理图

2.2 软件部分

测井仪器有不同的种类,新仪器的研发也在不断进行中。要求在不改动系统上层软件的前提下,测井地面系统能够快速配接的各种测井仪器满足生产需要。而EILOG-05系统的基于Window XP环境研制开发,采用模块化结构程序设计思想,有着标准开放的仪器的接口,所以将高分辨率声波作为一个标准的测井仪器,迅速的将高分辨率声波仪器生成新的动态链接库,并完成仪器的模拟信号的采集与处理。

EILOG系统地面软件采用节点动态配置,为实现新仪器的动态添加和卸载提供实现的功能,在无需改动系统软件动态配置与设备无关的的条件下,实现添加新测井仪器的方案。EILOG系统地面软件统一规范和约定了动态库的标准接口,即仪器基类CLogging-Tool,从CLoggingTool派生出来的新仪器类CNewTool实现后,编译连接成一个DLL后安装到系统中,在测井时,只需打开DLL,按照规范获取CNewTool一个对象的地址,根据动态联编技术就能对CNewTool进行调用就可以将新配接的仪器添加到EILOG-05系统中,下面详细说明动态装载新仪器的思想。

由以上标准的接口规范,利用Windows操作系统的DLL特点,实现动态添加高分辨率声波仪器和动态地升级处理算法等是完全可以实现的。

2.3 结果分析

为验证ELOG与高分辨率声波仪器接口系统的效果,在大庆油田xxx井进行验证,对比效果图如图3所示。测井时分别进行慧眼1000系统与ELOG系统在xxx井对比测井,从图中可以看出,高分辨声波在EILOG系统所测效果与原慧眼1000系统一致,完全可以实现与ELOG的成功配接。

图3 大庆油田xxx井对比效果图

4 结 论

高分辨率声波已经完整的配接在EILOG系统中,并且在吉林油田测井多口,现场测井能够满足现场的需要,得到预期的效果。

[1] 木林森.Visual Cγγ6.0使用开与开发[M].北京:清华大学出版社,1999

[2] 汤天知.EILog测井系统技术现状与发展思路[J].测井技术,2007,31(2)

[3] 中国石油集团测井有限公司.EILog-05成套装备用户手册(上册).2007(资料)

[4] 中国电子信息产业部第二十二研究所.高分辨率声波仪器维修手册.2009(资料)

[5] 大庆钻探工程公司测井地球物理研究所.大庆慧眼1000成套装备维修手册.2009(资料)

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

谭来军,男,1978年出生,工程师,2000年毕业于江汉石油学院计算数学与软件开发专业,现在中油测井有限公司技术中心从事石油测井仪器的软件开发工作。邮编:710077

2011-02-22编辑梁保江)

PI,2011,25(3):4～6

·开发设计·