改进组合测井仪应用，提高测井时效

刘长义

摘 要：对于普通的裸眼井测井，通常感应+声波+井斜方位+自然伽马采用组合测井，而R4、R25、自然电位、井径、微电极等曲线的测量，需要使用综合仪进行测量，该仪器测量完成以上5种曲线，需要仪器在井中来回起下三趟以上，且井径臂不能推靠，测井效率十分低下，遇阻、遇卡情况时有发生。本文通过对仪器原理及电路分析改进，成功实现了组合测井仪的测井应用，使用综合仪只需一次下井即可完成测井曲线，测井时效明显提高。

关键词：组合测井；仪器；改进

1 技术背景

当前对于水平井、大斜度井及特殊井测井一般采用水平井测井工艺进行大满贯组合测井，目的是提高测井效率，一次下井可取全大部分測井资料。对于普通的裸眼井测井，通常感应+声波+井斜方位+自然伽马采用组合测井，而R4、R25、自然电位、井径、微电极等曲线的测量，需要使用综合仪进行测量，该仪器测量完成以上5种曲线，需要仪器在井中来回起下三趟以上，且井径臂不能推靠，测井效率十分低下，遇阻、遇卡情况时有发生。随着技术的进步，SL3112组合测井仪的应用可以改变这种状况，但由于组合测井仪本身存在的缺陷与不足，测量的R4、R25曲线抖动严重、微电极曲线异常、仪器稳定性差等问题，造成仪器到货后一直未能投产使用。

2 问题分析及改进措施

2.1 存在的主要问题

通过前期仪器试验，发现影响仪器投产应用的主要问题是：R4、R25曲线抖动严重，曲线质量低，需多次测量证实；微电极曲线异常，测量数据不准确；仪器稳定性差，测井过程中时常损坏，无法工作；仪器马笼头通用性差，只能配接组合测井仪使用，感应、声波等其它仪器无法使用，频繁的更换马笼头造成时效降低；斜井测井中，微电极及井径曲线质量低，有时需重新测量证实。

2.2 改进措施

R4、R25曲线抖动问题：电极系工作过程中有供电回路和测量回路两个回路，供电回路提供一恒定电流，通过供电电极在井下产生一个人工电场，测量回路的两个测量电极之间因地层电阻率的不同，在人工电场的作用下产生不同的电位差，该电位差经放大、检波，得到与地层有关的信号，经刻度计算获得地层的视电阻率曲线。经分析，原仪器处理电路中，斩波电路参数选取不合理，供电波形上下半周幅度不一致，相敏检波电路正负半周有幅度差，造成测量的曲线存在抖动、进套管不回零等异常情况。通过重新计算、仿真，改进后的斩波电路把13Hz的参考信号输入到模拟开关3U9（AD7510）的控制端，分时控制比较放大器3U7的同相端和反相端接不同的电位，经3U7放大后，输出为13Hz左右的方波信号作为电极系压控恒流源的基础输入；处理模块由RS-01模块和仅有的几个外围电阻组成。RS-01模块完成电极系动态恒流源的产生，电极系信号的放大、量程变换以及信号整形工作。通过1R4、1R7可以调节信号的放大倍数。

微电极曲线异常问题：微电极测井是一种用于划分薄层及渗透层并求取地层冲洗带电阻率的测井方法，微电极极板采用了特殊结构，把三个微小的电极等距离直线排列镶嵌在耐磨的绝缘极板上，三个电极加上一个回路电极组成两个不同类型的微电极系。经分析，原仪器微电位参考回路电极使用R25的N电极环，造成测量过程中微电极信号和R25信号相互干扰、曲线异常。通过研究试验，将微电位回路改为仪器外壳，问题得到解决。

仪器稳定性问题的改进：原仪器在测量过程中经常出现仪器坏，无法施工的情况，维修时发现主要为功放等器件损坏。经分析，发现原仪器电极系供电电路电流为100mA左右，造成823功放等器件功耗大、温度高、稳定性差、易损坏，通过减小供电电流，提高测量电路增益，满足了刻度要求，提高了仪器稳定性。

仪器马笼头的改进：原仪器的马笼头接线方式与其它马笼头不同，有六个电极环，且缆芯7不贯通，通过对该仪器和其它测井仪器马笼头接线传输方式的分析，改变组合测井仪上、下19芯的供电、测量定义，并设计制作新式马笼头，在不影响测井曲线质量的前提下，马笼头电极系改进为五个电极环，实现了马笼头功能合一，可以配接各种下井仪器。

仪器推靠器的改进：原仪器推靠器推靠臂为联动设计，测井过程中仪器不居中时，尤其在斜井中测量时，微电极极板不能良好的贴靠井壁，造成微电极曲线及井径曲线质量较差，有时需要重新测量证实，测井时效降低。为解决该问题，设计制作了专用扶正器，保证仪器居中测量，同时设计制作了新式推靠器，推靠臂为分动设计，微电极极板可根据井壁情况自行微调方向，保证微电极极板良好贴靠井壁，提高了曲线质量。

3 应用

仪器改进完成后，在滨648-斜39、牛35-斜19等井进行下井试验，取得良好测井资料，测井时效获得大幅提高，3112组合测井仪测井时效明显高于老式综合仪。同时试验成功后，共改进完成10支仪器，避免了资源浪费，节省了新仪器购置成本。之后的6个月共完成400余口井测井施工，有效地缩短了钻井完钻时间，节约了勘探开发成本；测井过程中仪器工作稳定，测井资料符合《SY/T 5132-2012 石油测井原始资料质量规范》要求，合格率100%。

3112组合测井仪的应用，直接降低了测井施工时间和劳动强度，缩短了钻井完钻时间及油井开发周期，降低勘探开发成本，提高了生产效率和工作效率，同时由于降低了测井施工时间，使得测井小队有充足的时间保养设备和仪器，进一步提高了水平井、特殊疑难井的测井一次成功率，间接降低了仪器遇阻、遇卡等工程事故发生的概率，直接经济效益、间接经济效益和社会效益明显。

4 结束语

通过该仪器的改进使用，之前需要起下三趟仪器才能取全的测井曲线，现在只需一次即可完成，避免了频繁上提下放仪器和更换仪器。另外，组合测井仪采用马达推收模式，也解决了原先在使用综合仪未炸开井径腿时需重复施工或炸开井径腿后就无法再下放仪器的弊端，可以轻松地测量重复测井曲线。在下一步工作中，将不断的对仪器进行改进与完善，使该系列仪器能适应各种复杂井况条件的施工。