岩性密度测井仪高压不稳的故障分析及维修

侯远伟

摘 要：岩性密度测井仪高压不稳可由长源距、测井时短源距、长源距、测井时长短源距的高压不稳这四种情况组成。本文首先将介绍岩性密度测井仪的工作原理，其次再分析岩性密度测井仪高压不稳的故障，最后对岩性密度测井仪高压不稳提出维修的方法，从而全面的解决岩性密度测井仪高压不稳的问题。

关键词：岩性密度测井仪；高压；稳定；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.047

1 前言

岩性测井仪是目前应用最广泛的放射性测井的项目，岩性密度测井系统不仅仅带来了全新的测井方法，更多的测量信息，更高精度的放射性测井资料，还提供了多种分析自然界中物质的光电吸收系数的方法和手段，使得岩性密度测井仪在整个测井行业拥有不可或缺的地位[1]。就目前各测井单位情况来看，岩性密度测井仪工作高压仍不十分稳定，从而影响测井的精确度和效率，造成测井过程中不必要的麻烦，因此我们通过对岩性密度测井的系统研究，设计出一套有效的实行调节方法，进而解决测井中产生的问题。

2 岩性密度测井仪简单描述

岩性密度测井是在补偿密度测井仪器的基础上发展起来的，岩性密度测井的测井原理是由极板、能窗、稳窗等部分共同工作，不但可以提供准确的地层密度测量值， 还可以进行光电吸收系数的测量，并且光电吸收系数的测量结果有助于确定地层的岩性和矿物成分。井下仪器由γ源和加屏蔽的探测器组成，探测器记录由地层散射的γ射线。深入油气井测量时，主要是测量γ射线的能量高低，而能量高低又由岩性和密度来决定，通过特定的转变就可以得到光电吸收指数pe。为了能够准确的测量出油气井里岩性及密度，γ射线在测井仪上显示的高低就显得至关重要，两个探测器沿着井壁同时对各种地层进行严密的探测，做到数据的精准，消除其他的不良影响，防止测井失败。通过测量上述各种数据，得到井里有效的信息，完成油气井的开采工作。这种测井的方法是从密度测井发展过来的，通过对密度测井的改进，又因测井所需，从而加快了岩性密度测井的开发，也在油气井测量中处在重要位置。

3 岩性密度测井仪高压不稳故障分析及其维修

3.1 岩性密度测井仪极板

极板包含一个放射性源和两个不同源距的探测器，且要求直接与井壁接触。

第一，放射性源：2ci的Cs137 （2居里伽马源），它以能量为661kev伽马射线照射地层。

第二，两个闪烁晶体光电倍增管探测器，一个离源较近（约11.43cm），较薄的铁窗，叫短源距探测器；一个离源较远（约36.83cm），Be（Z=4）窗，叫做长源探测器。

第三，每个探测器都附有高压电源和脉冲放大器，探测器按正比方式工作，输出脉冲幅度正比于记录的伽马射线能量。

只有当极板满足各部分的要求，测井仪才不会出现高压不稳的情况，为保证测井仪稳定的高压和正确的线性比例，必须采取稳峰措施。

3.2 能窗

采取上述极板，地层电子密度和等效原子序数同时决定了长源距探测器的计数率，而决定短源距探测器的计数率为地层的电子密度。因此，通过建立合适能窗，从长源距计数率，地面仪器可以计算地层的体积密度和有效光电吸收系数Pe：从短源距计数率可以计算视体积密度。为实现这一目的，按长源距探测器测得的伽马射线能谱分为四个能区：HRD1能量为140keV～200keV的長源距计数；HRD2能量为200keV～540keV的长源距计数；SOFT1能量为60 keV～100keV的长源距计数，用于计算长源距低能窗计数率与长源距高能窗计数率的比值SOFT/ HRD2；SOFT2能量为100～140keV的长源距计数；短源距探测器分一个窗口：SSD短源距计数。标准电位用恒定电流流过串联电阻得到。为解决测井时短源距高压稳不住，时好时坏，能窗就不能出现错误，要有好的工程流程才能解决高压不稳的问题。

3.3 稳窗

闪烁晶体和光电倍增管组成的探测器属于比例器，使光电倍增管的输出脉冲高度和探测到的伽马射线能量直接有关[2]。要精准确定所探测的伽马射线的能量，不造成高压不稳，还有两方面的问题。第一是建立起各个能窗的边界，这需要建立脉冲高度V与实际伽马射线能量的准确关系才能得到；第二是要解决探测器输出脉冲幅度随环境温度和光电倍增管上的高压变化而变化问题。为此要引入一个稳峰的高能伽马射线源，并采取稳谱措施。一系列的岩性密度测井仪的原理步骤，要做到稳定无误差，不导致测井的高压不稳[3]。

3.4 测井仪高压不稳维修

当出现长源距高压不稳时，我们需要对仪器的探头进行检查，如果发现问题确实出现在探头，则需要拆下探头，换上好的探头。当出现测井时短源距高压不稳，有时候高压有时候低压的情况，通过排查各部分电路分析原因，发现计数跳变加快，则可确定控制模块使高压出现不稳，然后更换相关损坏部件即可。当出现长短源距都不稳时，没有高压的输出，也没有信号的传出，导致各方面出现问题，所以出现高压不稳，排查系统发现高压输入输出出现问题，电容被高压击穿，高压无法得到输出，进而没有高压能够加到光电倍增管上，高压自然就不是很稳定。当出现测井时长短源距高压均不稳定时，电压在低高之间来回变化，不能稳定下来，只有高压达到了一定的值，仪器才会有脉冲信号，这就说明高压没有到达我们设定的值。这种情况，我们就需要检查高压的总成是否已经损坏，当长源距高压值低，变压器正常，探头正常，我们需要更换高压总成来达到高压稳定。

4 结语

21世纪以来密度测井在实践中得到了很好的运用，在石油汽油的开采过程中应用广泛。而更出色的岩性密度测井也将有良好的发展前景。现在出现的岩性密度测井仪高压不稳的情况，我们应该从各个方面去考虑和解决，在日后国家的研究和探索之中一定会改善此内情况，让岩性密度测井仪运用起来更加稳定，效率更高。

参考文献：

[1]付建栋，邓明，关照星，吴寒，刘一品，王文泽，严明歧.岩性密度不稳谱故障分析[J].石油仪器，2013（01）：34-36+8.

[2]王浩，孙欣艳.530岩性密度测井仪高压故障分析[J].中国石油和化工标准与质量，2012（13）：206.

[3]卢进，田彦民，付广，张建军，吕海泉.岩性密度测井仪固定高压稳谱的实现[J].舰船防化，2012（01）：35-38.endprint