SDZ—5110数字声波测井问题的改进

2014-03-21李金铸刘源韩剑刘玉良

油气田地面工程 2014年1期

关键词：声波测井电子线路接收器

李金铸刘源韩剑刘玉良

1中国石化河南石油工程有限公司测井公司2中国石化河南石油工程有限公司钻井工程公司3河南油田采油二厂4河南石油勘探局涧河社区服务中心

SDZ—5110数字声波测井问题的改进

李金铸1刘源2韩剑3刘玉良4

1中国石化河南石油工程有限公司测井公司2中国石化河南石油工程有限公司钻井工程公司3河南油田采油二厂4河南石油勘探局涧河社区服务中心

声波测井仪在进行测井时，首先由电子线路提供一个发射高压脉冲，触发声系中的发射晶体发声，接收晶体再将接收到的声波信号送至电子线路，经过电子线路的信号通道处理后送回地面。针对声波测井仪目前存在的问题，对声波测井仪电子线路和SZS—2000B变密度测井仪电子线路进行对比分析，发现问题主要出现在增益控制电路和高压电路中。SDZ—5110数字声波变密度测井仪电子线路改造完成后，首先进行地面实验，对仪器的线性进行了观测，测井成功率从原来的91.1%提高到98%，在满足测井要求的同时提高了测井时效。

声波；变密度；固井质量；测井质量；增益控制；改进

1 声速测井仪的测量原理

声速测井仪的测量原理如图1所示。图1中，T为声波发射器，R1、R2分别为第一、第二声波接收器。

图1 声速测量原理示意图

当T发射声波时，沿井壁传播的滑行波返回泥浆中，并为接收器所接收。设1Δt和2Δt分别为声波从发射器T到达接收器R1和R2的时间，则声波到达R2和R1的时间差Δt为

在仪器居中和井眼规则的条件下，显然有

则

式中L为间距（接收器R1和R2之间的距离）；V1为泥浆的声波速度；V2为地层的声波速度。

在声速测井中，只要测出声波到达两个接收器的时间差，就可用式（1）求出地层的声波速度。

2 改进措施

声波测井仪在进行测井时，首先由电子线路提供一个发射高压脉冲，触发声系中的发射晶体发声，接收晶体再将接收到的声波信号送至电子线路，经过电子线路的信号通道处理以后送回地面。声波和变密度的测量可以通过增益控制电路的档位进行切换。针对声波测井仪目前存在的问题，对声波测井仪电子线路和SZS—2000B变密度测井仪电子线路进行对比分析，发现问题主要出现在增益控制电路和高压电路中。

2.1 增益电路的改进

仪器供电后，增益电路会直接处于第一档状态（用来测变密度），而第二、三和四档则是用来进行声波测井的。改造的目的就是要降低第一档位的增益，但是在改变变密度增益的同时，声波的增益也会随之变化，因此在调节变密度增益时，不但要将变密度档位增益减小，同时还要将声波增益的变化减小到最低程度。

在铝槽中利用地面系统对变密度信号进行不断调整，发现当档位信号幅度变为原信号三分之一时，测井信号就可以满足测井需要。结合理论要求，经过反复实验，最后确定当增益达到1.1倍时，变密度信号最佳。要减小变密度的增益，单纯调节一个电阻没有办法实现变密度档位增益下降同时满足声波档位不变的要求。因此，必须同时调整反馈电阻R20和电阻R21。

根据计算结果，将反馈电阻R20由原来的110 K调整为10 K，电阻R21由原来的51.5 K调整为150 K。通过调整，基本上达到了预期要求，第一档变密度档位的增益下降，同时也保证了后三档声波档位变化不大，不会对声波测井造成影响。

2.2 高压电路的改进

通过对电路的分析认为，只有进行稳压和滤波，才能保证发射高压的稳定性，彻底消除杂波的干扰现象。

首先要对高压进行稳压，但200 V的高压稳压起来难度比较大，通过反复实验，效果都不是很理想。同时存在两个弊端：第一，稳压器件尺寸一般都比较大，电路板没有足够的空间进行安装，容易毁坏；第二，由于是200 V的高压，对稳压器件的性能质量要求比较高，提高了设计和制造成本。其次，对200 V的高压进行滤波处理。从理论上来讲，经过两级滤波，基本上就可以实现对信号的滤波处理。通过反复的实验，在整流桥后级增加两个0.1 μF/250 V的滤波电容后高压信号比较稳定。

3 实验对比效果

SDZ—5110数字声波变密度测井仪电子线路改造完成以后，首先进行地面实验，对仪器的线性进行了观测，初步取得了成功。紧接着上井跟踪，在现场固井测井过程中，同样取得了很好的效果。线路改造后消除了杂波的干扰，得到的变密度信号比较干净；一、二界面不匹配的问题也得到了解决。该型仪器自改造完毕至今，已在南阳油田测井公司的内部市场和外部市场测井共计450余次，测井成功率从原来的91.1%提高到98%，在满足了测井要求的同时提高了测井时效。