SL-6000型高分辨率測井系統(tǒng)原理簡介及常見故障分析

張茂棟 黃 俊 張 民

（河南油田測井公司 河南 南陽）

0 引言

隨著石油勘探開發(fā)的進(jìn)展，勘探對象日趨復(fù)雜，對測井技術(shù)和裝備提出了更高的要求，迫切需要能適應(yīng)惡劣環(huán)境和滿足復(fù)雜巖性石油勘探要求的陣列成像測井裝備。

20世紀(jì)90年代初，隨著計算機信息技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，為滿足油田市場需要，國外三大測井公司巨頭：斯侖貝謝、阿特拉斯和哈里伯頓先后推出了MAXIS-500、ECLIPS（5700）、EXCELL-2000等新一代成像測井系統(tǒng)，它們代表著這一領(lǐng)域的最新研究成果。其共同特點表現(xiàn)為[1]：（1）推出了聲電成像、陣列聲波和陣列感應(yīng)等圖象化、陣列化、頻譜化的新一代測井儀器；（2）實現(xiàn)了下井儀器的數(shù)字化，電纜數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的傳輸速率大幅度提高（斯倫貝謝和阿特拉斯分別從100kbps和20kbps提高到500kbps和230kbps）；（3）友好、方便、直觀的多窗口多屏幕用戶界面；（4）質(zhì)量控制措施完善，現(xiàn)場資料綜合處理能力強；（5）測井組合能力強，大大減少井場占用時間[2]。

1 SL-6000型測井系統(tǒng)原理簡介

1）SL-6000型高分辨率多任務(wù)測井系統(tǒng)和即將推出的SL-6000C型高精度高時效測井系統(tǒng)是新一代成像測井系統(tǒng)，電纜遙測系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)230Kbps，目前可完成裸眼井測井、套管井測井、生產(chǎn)井測井、井壁取心。

2）支持的測井項目：（1）雙感應(yīng)八側(cè)向，陣列感應(yīng)；微球型聚焦，微電極，微側(cè)向/鄰近側(cè)向，電極系測井；（2）雙側(cè)向，強聚焦雙側(cè)向；（3）微電阻率掃描成像，1016地層傾角；補償密度，巖性密度，補償中子，自然伽馬能譜；（4）補償聲波，數(shù)字陣列聲波，正交多極子陣列聲波，井周聲波成像；（5）水泥膠結(jié)/變密度/全波列，固井聲波成像；（6）自然伽馬，單/雙井徑，自然電位，井斜方位；七參數(shù)，射孔和井壁取心等。

3）幾乎每個項目都是支持多種下井儀器，即勝利偉業(yè)生產(chǎn)的所有下井儀器；部分國內(nèi)其它廠家生產(chǎn)的下井儀器；引進(jìn)CLS3700系列下井儀器；引進(jìn)ECLIPS系列下井儀器。

4）組合測井能力：3000型的組合測井；3700的組合測井；ECLIPS的組合測井；

5）LDT感應(yīng)系列滿貫組合：

高分辨率感應(yīng)+數(shù)字聲波+巖性密度+補償中子+自然伽馬能譜+井斜方位+LDT遙測系統(tǒng)+三參數(shù)+三臂井徑。

6）LDT側(cè)向系列滿貫組合：

微電阻率+強聚焦雙側(cè)向+數(shù)字聲波+巖性密度+補償中子+自然伽馬能譜+井斜方位+LDT遙測系統(tǒng)+三參數(shù)+三臂井徑。

7）高精度高時效系列滿貫組合：

微球/雙井徑+高頻電磁波+強聚焦雙側(cè)向+數(shù)字聲波+巖性密度+補償中子+自然伽馬能譜+井斜方位+LDT遙測系統(tǒng)+三參數(shù)。

雙井徑+陣列感應(yīng)（或高頻電磁波）+數(shù)字聲波+巖性密度+補償中子+自然伽馬能譜+井斜方位+LDT遙測系統(tǒng)+三參數(shù)。

8）高溫小直徑系列組合：

雙井徑+強聚焦雙側(cè)向+3516適配器+數(shù)字聲波+井斜方位+補償中子+LDT遙測系統(tǒng)+三參數(shù)。

與引進(jìn)成像設(shè)備相比，SL-6000型測井系統(tǒng)組合測井能力更強、支持的測井項目更多、可擴充性更好、更適合目前中國的國情。

2 SL-6000型地面系統(tǒng)硬件構(gòu)成

SL-6000地面系統(tǒng)是一個網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的分布式成像測井地面系統(tǒng)，兩臺主機與2臺前端機（奔騰工控機）及16個嵌入式處理器經(jīng)100 Mbps（主機、前端機、繪圖儀、接線面板之間）和10 Mbps（前端機與嵌入式處理器之間）兩級交換機聯(lián)接到一起，構(gòu)成了一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使系統(tǒng)聯(lián)接更簡單、配置更靈活，方便實現(xiàn)雙機聯(lián)作和系統(tǒng)切換。

由于使用了前端機、DSP及嵌入式處理器等去完成測井信號的實時采集和實時控制工作，這大大減輕了主機的實時控制和實時采集負(fù)擔(dān)，使主機能在多任務(wù)操作系統(tǒng)下，去完成更多諸如儀器刻度、測井資料預(yù)處理和圖頭信息輸入等工作。

接線控制面板主要由嵌入式處理器板、纜芯及測井信號轉(zhuǎn)接繼電器陣列、纜芯絕緣測試、開關(guān)位置監(jiān)控、換擋電源、前面板開關(guān)、信號耦合變壓器及信號分離電路等幾部分組成，可以完成開關(guān)位置的智能檢測、纜芯的智能轉(zhuǎn)接、下井儀換擋控制、推靠器開合控制、纜芯通斷和絕緣測試、下井儀供電控制及射孔取心供電控制等，能夠滿足各種測井服務(wù)的需要[3]，如圖1所示。

圖1 信號處理面板內(nèi)部框圖

3 主要技術(shù)特點

雙系統(tǒng)完全冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計，工作系統(tǒng)具有高可靠性；

模塊接口網(wǎng)絡(luò)化、智能化、完備的自診斷能力；

多任務(wù)操作系統(tǒng)，提高了工作時效；

支持成像、核磁測井，常規(guī)測井，射孔和取心；

可視化的儀器刻度校驗結(jié)果及誤差容限顯示，確保了測井?dāng)?shù)據(jù)可靠性；

多種數(shù)據(jù)記錄格式相互轉(zhuǎn)換，滿足各種用戶要求；

兼容ECLIPS-5700井下儀器；

現(xiàn)場資料編輯，現(xiàn)場快速直觀解釋。

4 常見故障分析及處理

4.1 地面收不到井下數(shù)據(jù)

1）采集表丟失

由于遙測單元是按照地面下發(fā)的采集表內(nèi)容向地面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)的，在正常操作時，程序自動向井下裝采集表，一但由于某種原因，切斷了下井儀電源，井下的采集表內(nèi)容將丟失，這時遙測單元不向地面?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)，這時應(yīng)在儀器加電的情況下，初始化儀器狀態(tài)，或者在斷電后重新快速供電，問題即可解決。

2）地面增益不合適

由于電纜對遙測信號會造成衰減和變形，不同長度的電纜對信號的影響不一樣，因此地面增益不合適的話，將不能正確的解碼，因此也就收不到井下上傳的數(shù)據(jù)。在這種情況下，需要先將模式2發(fā)射增益調(diào)至合適的位置，然后再分別調(diào)節(jié)模式2接受增益和模式5接收增益，直至通訊穩(wěn)定為止。

3）纜芯通路有問題

采用上述方法，仍不能解決問題，應(yīng)查找一下馬籠頭和纜芯的通路和絕緣有沒有問題。首先在馬籠頭處搖絕緣，絕緣不好的情況下需拆掉馬籠頭，在魚雷處繼續(xù)搖其絕緣。若絕緣良好，則說明為馬籠頭問題，需要單獨檢查馬籠頭。若仍然絕緣有問題則需要拆掉滑環(huán)處接頭，單獨搖電纜的絕緣。若絕緣有問題說明電纜內(nèi)部纜芯絕緣差，若絕緣良好則說明電纜沒有問題，則地面系統(tǒng)車內(nèi)部走線有問題。

4）地面系統(tǒng)有問題

地面系統(tǒng)加載軟件后，儀器的狀態(tài)不穩(wěn)定，有時是服務(wù)表內(nèi)部的問題，更換服務(wù)表后儀器有時會顯示正常。避免的方法就是需要把常用的服務(wù)表記住，在檢查儀器或者測井的過程中用常用的服務(wù)表，以避免此類問題的發(fā)生。

5）遙測單元有問題

用示波器觀察1#、4#纜芯有下發(fā)命令和接收命令，沒有上傳的數(shù)據(jù)信號，檢查井下遙測單元通訊電路。

4.2 儀器狀態(tài)信息偶爾出現(xiàn)變化

電纜的絕緣有問題，檢查方法同上纜芯通路問題。

交流電源干擾信號比較嚴(yán)重，隨著電纜滾筒的轉(zhuǎn)動，干擾程度不一樣，造成數(shù)據(jù)接收時好時壞。這種情況只需用示波器觀察1#、4#上電源50Hz的干擾信號大小就可判斷。

儀器中的元件耐溫耐壓不夠，需要將有問題的儀器進(jìn)行耐溫耐壓實驗，找出有問題的元器件，進(jìn)行更換。

4.3 測井過程中儀器問題

高分辨率感應(yīng)儀器供電后狀態(tài)不正常，看數(shù)值顯示的高分辨率感應(yīng)內(nèi)部供電模塊標(biāo)準(zhǔn)電壓值是否為正常的5V，15V，60V，若不是需快速供電后即可正常。

補償聲波儀器通訊不穩(wěn)定，需要重新下發(fā)聲波儀器控制命令，檢查儀器下部膠囊是否被扎破，導(dǎo)致泥漿進(jìn)入，絕緣變差。檢查儀器內(nèi)部的元器件耐溫性能。

遙傳伽馬測井過程中通訊丟失，重新快速供電。若仍不能建立通訊，需要檢查纜芯的絕緣和通斷情況。

三臂井徑測量的數(shù)值過小，刻度有問題，需要重新刻度。或者遙傳伽馬中三臂井徑的放大器被燒壞，需要重新更換。

自然伽馬能譜測井中U值為0，需要檢查能譜標(biāo)準(zhǔn)峰是否已經(jīng)抓好。有些能譜儀器的增益變化比較多，需要仔細(xì)調(diào)節(jié)其增益。

巖性密度儀器測前校驗不過，檢查校驗塊位置是否放置正確，檢查密度峰值是否抓好，所調(diào)刻度峰值刻度與密度刻度是否匹配。

雙側(cè)向測井時所測深淺側(cè)向數(shù)值偏差大，檢查內(nèi)零內(nèi)刻是否正常，檢查儀器命令窗口中檔位是否在雙側(cè)向擋，檢查地面電極是否接地良好。

4.4 刻度正常，測井不正常

這種情況應(yīng)著重檢查電極環(huán)、馬籠頭、側(cè)向極棒、微球微電極極板的通斷和絕緣情況。檢查周圍測井環(huán)境是否符合測井要求，如泥漿為何種類型泥漿，有無其他的添加劑，自然電位測井中，周圍有沒有人使用電焊等影響測量的工具等。

5 結(jié)束語

SL-6000型高分辨率多任務(wù)測井系統(tǒng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)技術(shù)以及DSP和大規(guī)?？删幊唐骷夹g(shù)，使系統(tǒng)在滿足現(xiàn)代測井技術(shù)對地面系統(tǒng)采集和數(shù)據(jù)處理要求的同時，具有系統(tǒng)組態(tài)靈活、功能擴展方便、可靠穩(wěn)定的突出特點，是石油測井行業(yè)具有良好推廣應(yīng)用前景的新一代測井裝備。但它的軟硬件還有不盡完善之處，有些故障還需聯(lián)系廠家進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)試。

參考資料

[1]洪有密.測井原理與綜合解釋[M].北京：中國石油大學(xué)出版社，2005

[2]張辛耘，王敬農(nóng)，郭彥軍.隨鉆測井回顧與展望.西安：中國石油集團測井有限公司技術(shù)部（資料）2001

[3]勝利偉業(yè)石油技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司.SL6000地面系統(tǒng)培訓(xùn)資料.2009（資料）