SDZ-3060C双侧向测井仪电极系改进

薛明霞

SDZ-3060C双侧向测井仪电极系改进

薛明霞

（中石化中原石油工程有限公司地球物理测井公司，河南濮阳 457001）

双侧向测井能同时测量原状带与侵入带地层电阻率，针对SDZ-3060C双侧向电极系在测井过程中磨损严重，影响测井质量，通过对电极系结构进行分析，找出解决方案，对电极系布线设计、电极系磨损、电极系绝缘通断情况进行改进，保证仪器测井质量，提高测井成功率。

双侧向测井仪；侵入带电阻率；发射；监督电极；屏流

双侧向测井能同时测量原状带与侵入带地层电阻率，常与微球测井仪组合测井（测量冲洗带电阻率），得到沿井眼径向浅、中、深三条视电阻率曲线。分析测量的电阻率，能够区分饱含导电流体地层和饱含非导电流体的地层。

SDZ-3060C双侧向电极系在测井过程中磨损严重，电极系会有磨掉、磨偏、磨坏、甚至断裂等现象。因为SDZ-3060C双侧向电极棒探头是一次模压而成，电子线路装在电极棒探头腔体内，因此一旦电极系磨损，需要更换重新制作，代价大，成本高。

1 电极系组成和工作原理

SDZ-3060C双侧向测井仪电极系主要由上A2电极、电极棒、下A2'电极组成，如图1。A2、五对电极以A0电极为中心对称分布。各电极功能如下：A0为深、浅侧向主电流发射电极。A2、为深侧向屏流发射电极；浅侧向的回流电极。A1、为深、浅侧向屏流发射电极。M1、M2和、为深、浅侧向主监督电极[1]。、A2和、'为深侧向辅助监督电极。

当仪器在油井中正常工作时，深、浅侧向功控电流源同时发射主流与屏流；在监督电极和监控电路作用下，产生屏蔽电流，从而使屏流强迫主流沿径向到达一定深度的探测地层，在地层中某一点，达到动态平衡[2]。

图1 双侧向电极系及电流分布示意图

2 电极系故障分析及解决

2.1 电极系对信号干扰及解决

双侧向仪器在使用时，与之上、下接头相连接的仪器外壳作为它的上、下A2电极。测井时要保证上下A2电极的长度基本一致，不一致时可以借助绝缘短节，因此，该仪器一般处于组合仪器的中间部位。

电极棒各个电极布线要求解决各种干扰，比如串扰，串扰是两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容引起线上的噪声[3]。串扰可能是数据进行高速传输中最重要的一个影响因素。它是一个信号对另外一个信号耦合所产生的能量值。根据麦克斯韦定律，只要有交变电流存在，就会有磁场存在，磁场之间的干扰就是串扰的来源。这个感应信号可能会导致数据传输的丢失和传输错误[4]。因为当干扰线上有信号传输时，由于信号边沿电压的变化，在信号边沿附近的区域，干扰线上的分布电容会感应出时变的电场，而受害线处于这个电场里面， 所以变化的电场会在受害线上产生感应电流。可以把信号的边沿看成是沿干扰线移动的电流源，在它移动的过程中，通过电容耦合不断地在受害线上产生电流噪声。

为防止串扰，在条件允许的情况下，尽量增大走线之间的距离，减小平行走线的长度。在布线空间允许的条件下，在串扰较严重的两条信号线之间插入一条地线，可以减小两条信号线间的耦合，进而减小串扰。因此对双侧向电极棒各电极布线要求M1和M2、M1'和M2'双绕，防止串扰，A0和A1、A1和A2双绕，减小电磁辐射，如图2。但是由于电极系结构，A0和A1、M1和M2、M1'和M2'不能完全双绕，对小信号产生干扰。

图2 电极系布线防干扰

2.2 电极系磨损解决

SDZ-3060C双侧向电极（前期）由不锈钢电极和玻璃钢绝缘套组成，绝缘套采用一种耐压、耐腐蚀、耐高温、耐撕裂的特殊橡胶压模制成。由于井况结构复杂引起仪器磨损严重，仪器两头的玻璃钢圈经常磨掉脱落，A0、M1、电极全部磨光、M2电极磨掉半边，仪器整体磨偏。A0、M1、M2电极不起作用，整支仪器就会报废，如图3所示。打开仪器连接短接，对各电极进行测量，发现焊点与接线柱分别相通，内部结构未受损，各焊点在橡胶内部。先对焊点进行处理，首先加大焊点，焊点已经部分磨损，在该点焊上一根处理掉绝缘皮的铜丝，并保持一定长度，充分保证与电极相接通。然后，制作电极，在原A0电极处缠绕铅丝，同时把铜丝压在铅丝下端，一圈圈缠绕整齐紧密。最后，对铅丝固定，先对两端进行焊接，再纵向镀上一条焊锡条，保证铅丝不脱落。其它电极同样制作。图4是制作好的电极系。

2.3 电极系电极间通断、绝缘解决

SDZ-3060C（后期）双侧向电极是电弧焊接，一次加工而成。该电极克服了SDZ-3000双侧向电极易腐蚀，易磨损的缺点，但是，在复杂井况的使用，仍然出现电极电弧焊接处焊点断裂、剥离，造成电极时通时断，甚至不通，电极间电阻变大，影响电流的发射和接收，直接影响测井曲线的质量，影响测井效果。

针对SDZ-3060C双侧向的电极结构，对电极间电阻值变大的电极，进行处理，首先把焊点处用大功率烙铁焊开，然后用电钻把焊接处清理干净，打磨，清除氧化层，并打孔，加上铜钉，保证焊点的充分接触，再焊接封口即可。如图5所示，采用铜钉加固焊接方法，确保电极绝缘阻值远大于500MΩ[5]，导通电阻接近于0.1Ω。

图3 磨坏的电极系

图4 改进电极系

图5 电极系通断处理

3 效果分析

SDZ-3060C双侧向测井仪电极改进后，测量各电极通断绝缘正常，跟踪小队测井情况，反应测井曲线良好。经过分析探讨，解决了SDZ-3060C双侧向在实际测井过程中由于电极系的原因，造成测量误差超出范围现象，检测结果显示，信号输出稳定，改变测井过程中的跳变现象，高精度符合误差小于10%的要求，满足仪器的测井工程需要。

4 结束语

通过对SDZ-3060C双侧向在实际测井过程中电极系产生的信号干扰大、误差大这种异常现象，进行分析研究，对电极系改造，解决双侧向仪器电极系故障，提高测井质量和测井时效。而且该方法也适用于其他电极系，同时也对电极系的设计提出了更高的要求。

[1]中国电子科技集团第22研究所. SDZ-3000快速测井平台（电气篇、结构篇）[M]. 2009.

[2]胡澍. 地球物理测井仪器[M]. 北京： 石油工业出版社， 1991.

[3]康华光. 电子技术基础[M]. 北京： 高等教育出版社， 2008.

[4]雍正和， 张超谟. 测井数据处理与综合解释[M]. 北京： 中国石油大学出版社， 1996.

[5]刘润华， 刘立山. 模拟电子技术[M]. 北京： 中国石油大学出版社， 2001.

Improvement of Electrode System of SDZ-3060C Dual Laterolog Tool

XUE Mingxia
（Geophysical Well Logging Company, Zhongyuan Petroleum Engineering Co. Ltd., SINOPEC, Puyang Henan 457001, China）

Dual lateral logging can simultaneously measure the formation resistivity of original state and invaded zone. SDZ-3060C bilateral electrode system is seriously worn during the logging process, which inf l uenced seriously the quality of logging. Through analysis the structure of the electrode system, the solution method has been found out. Great improvement has been made in wiring design of the electrode system, the wear of electrode system and the insulation of the electrode system. These measures can ensure the quality of well logging instrument and improve the logging success rate.

Dual laterolog tool; resistivity of the invaded zone; launch; supervision of the electrode; screen fl ow

P631.8

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2017.03.049

1008-2336（2017）03-0049-03

2016-11-18；改回日期：2017-03-28

薛明霞，女，高级工程师，1997年毕业于江汉石油学院，现从事仪器维修工作。E-mail：1411026418@qq.com。