扇区水泥胶结测井仪DTMX 和DTMN 响应异常典型案例分析

骆应杰

（中海油田服务股份有限公司油田技术事业部墨西哥项目组，墨西哥 卡门 24157）

0 引言

CBMT 扇区水泥胶结成像测井仪主要用于套管井进行固井质量测量，其原理是通过6 个极板上的换能器在井周360°范围内对水泥固井质量进行测量，每个极板含有两个发射换能器和一个接收换能器，每组换能器相互补偿测量，结合而得到一个良好的测量效果。

1 井下仪器的组成

CBMT 仪器由扇区水泥胶结测井仪电子节CBMT61EA、扇区水泥胶结测井仪机械节CBMT61XA、变密度探头短节CBMT61PA 3 部分组成。 CBMT61EA接收地面系统的指令， 控制CBMT61XA，CBMT61PA进行相关测井操作，并将测量结果数字化后，通过单芯电缆传到地面， 供地面系统存储和分析。 CBMT61XA扇区水泥胶结成像测井仪主要用于接在CBMT61EA传输短节下面，对套管井进行声波测井。 CBMT61PA进行声波变密度测井，通过两个发射换能器和一个接收换能器组合， 来测量水泥和地层间的胶结程度，并协助CBMT61XA 探测窜槽及气侵现象。

2 典型故障分析及解决思路

2.1 故障现象

某井进行CBMT 测井作业， 仪器串如下：ECCL61XA +EGRT61XA +CBMT61EA +CBMT61XA +CBMT61PA，地面检查仪器工作正常，灵敏度和方位刻度均满足要求。 仪器串下放到1800m 开始上测，发现DTMX 和DTMN 响 应 异 常，DTMX 为68.72us/ft，DTMN 为47.05us/ft, 二者正常应为57us/ft 左右。 此时观察地面系统窗口原始数据， 发现2#和5#极板接收到的信号幅度明显比其他几块极板接收到的信号幅度小，增益基本饱和高达21，此时在井下将仪器收腿，灵敏度刻度，发现2#和5#极板灵敏度异常偏低，仅为41 和8，正常灵敏度应大于90。

2.2 故障分析及解决方法

DTMN 和DTMX 响应异常可能有以下几个原因引起：

（1）CBMT61XA 的仪器未能有效居中， 测量井段井斜较大使用的扶正器尺寸不合适或井眼不规则，导致CBMT61XA 的6 块极板与井壁贴合不佳， 使声波信号出现异常传输， 接收数据异常， 从而表现为DTMX 和DTMN 响应异常。

（2）极板连线错误。CBMT61XA 总有6 块极板，每块极板由两个发射探头一个接收探头组成，每块极板引出5 根线，发射探头连接到极板驱动PAD DRIVER板，接收探头连接到信号接收PAD REC 板，如果出现连线错误，将导致DTMX 和DTMN 响应异常。

（3）国产CBMT 极板与进口的SBT 极板混用。 国产的CBMT 和进口SBT 极板的探头极性是相反的，CBMT 极板探头极性内正外负，进口SBT 极板探头外正内负，也正是极性的不同造成了CBMT 和SBT 极板混用时会引起极板接收信号的首波无法准确卡住，所以会引起测井中的衰减曲线及重要质量控制参数DTMX、DTMN 响应异常的问题。

（4） 极板接头插针或极板连线的绝缘达不到要求， 在井下会导致300V 发射高压被拉低或接收到的信号出现衰减，导致接收信号偏小，而出现DTMN 和DTMX 响应异常。

2.3 故障排查过程

针对上述故障原因分析，逐步进行排查，详情如下：

（1） 针对井斜的影响， 本井最大井斜为14°在900～1 200 m 井段，900 m 以上基本为直井，但仪器整个测量井段DTMX 和DTMN 都出现响应异常， 补测CBMT 仪器串在同样条件下， 整个井段DTMX 和DTMN 基本在（57±3）us/ft 左右（非套管节箍处），排除井斜的影响，确定是仪器串本身故障。

（2）针对极板连线错误影响，将仪器串连接ELIS测井地面系统，加电开腿，查阅CBMT61XA 上电子节连线图，按照电路图找到极板探头与PAD DRIVER 和PAD REC 板上信号的对应关系。用万用表测量极板探头与电路板的对应关系，6 块极板共30 根连线与电路板的对应关系正确无误，排查极板连线错误影响。

（3）针对极板探头极性影响，将CBMT61XA 仪器的6 块极板全部拆卸下来， 用敲击法测试探头的极性，CBMT61XA 探头极性为TOP/BOTTOM 端为负极，CENTER 为正极，用Angilent 示波器将示波器表笔的接探头正极，地线接探头负极，敲击6 块极板都是出现正脉冲，说明极板探头的极性一致，都是国产极板。

（4）对测井资料进行回放，观察CBMT 测井数据原始窗口， 发现2#和5#极板接收到的信号幅度明显比其他几块极板接收到的信号幅度小，怀疑2#、5# 极板异常导致DTMN 和DTMX 响应异常。 用万用表测量2#、5#极板探头相连插针的绝缘和容值， 极板的绝缘基本都为100 kΩ 左右，正常应为无穷大，容值达到uf 级，正常极板探头容值为2～3nf。为彻底找到极板不绝缘的原因，拆开绝缘较低的5#极板，发现极板里面基本没硅油，有泥浆渗入极板。仔细查找泥浆的来源，发现极板的长盖板和短盖板上面有锈蚀穿孔，泥浆是从锈蚀针眼的地方渗入。 继续检查其他几块极板，发现此支CBMT 仪器6 块极板有5 块极板的长短盖板均出现了锈蚀穿孔现象。

2.4 故障解决方法

对6 块极板进行大拆，彻底清洗探头和极板的各个零部件，更换锈蚀穿孔的长短盖板，重新组装极板并循环油，此时测量极板的绝缘都为无穷大，探头的容值在2～3nf，满足要求。将测试完的6 块极板安装到CBMT61XA 上，在实验室对仪器进行刻度，灵敏度和噪声满足要求。 对维修完毕的仪器下试验井测试，仪器测量效果良好， 非套管结箍处DTMX 和DTMN 满足（57±3）us/ft。

考虑到此仪器六块极板其中五块极板的长短盖板出现锈蚀穿孔的现象， 怀疑此批次极板的长短盖板材质存在问题。将出现问题的长短盖板返厂进行检测，发现材质不符合技术要求， 强制更换公司所有此批次出厂CBMT 仪器极板的长短盖板，提前将隐患排除。

3 注意事项

CBMT 仪器DTMX 和DTMN 响应异常，大多数都是由CBMT61XA 引起，而极板是CBMT61XA 测量的核心，维保CBMT 仪器，建议注意以下几个方面：

（1）极板探头绝缘和容值的测量，用万用表测量极板探头相连插针的绝缘应为无穷大， 容值应为2～3nf左右；

（2）极板的密封性检查，重点检查极板长短盖板、O 圈、油嘴处螺丝等；

（3）检查极板探头与电路板的连线是否正确无误；

（4）检查极板连线的通断和绝缘；

（5）检查极板的油量，如果极板缺油，探头的灵敏度会下降，应对极板进行保养并重新循环油。

4 结论

DTMX、DTMN 是CBMT 仪器12 个SUB-CYCLE的时差的最大值和最小值，是CBMT 测井重要的质控曲线。 因此，在实际测井过程中需要密切关注CBMT Raw Curve 数值显示窗口中的DTMN、DTMX， 如果连续一段时间值不符合（57±3）us/ft 的情况（非套管结箍情况），说明仪器测量值不正确。 在日常维保过程中，一定要严格按照CBMT 维保策略执行，确保设备状态正常，保障现场作业的顺利进行。