快速測井儀SDS-1 型梯度電極系的改進

龔廣林，黃馨誼，何竹南，張奎，景克劍

（中國石化集團西南石油局測井公司 四川 成都）

0 引 言

快速測井儀SDS-1 型是新鄉(xiāng)22 所生產(chǎn)的儀器，它使用井下儀器恒流供電，將井內(nèi)采集到的數(shù)據(jù)進行處理，并采用PCM3506 編碼傳輸?shù)降孛妫淮蜗戮梢酝瑫r測量（4 m、2.5 m、0.45 m 梯度和0.5 m/電位）四條電阻率曲線，2 條微電極曲線，1 條井徑曲線，一條自然電位曲線。它還具有強大的組合能力，通過與不同的儀器組合，還能測量：伽瑪、聲波、連斜、感應等曲線。該儀器的剛性長度短，所以能有效的減少漏測長度。它的通用性強，支持PCM3506 編碼的地面系統(tǒng)都能掛下井儀器1。本文介紹了快速測井儀SDS-1 型梯度電極系的改進方法和過程。

1 問題提出2

快速測井儀SDS-1 型系列儀器從購進以來，在臨盤地區(qū)測井施工過程中，4 m 和2.5 m 電極系一直存在2 個問題：（1）進套管曲線不回零值為1～2，超過驗收標準的要求很多，且值不穩(wěn)定，忽高忽低;（2）測井過程中遇低阻水層有回零的現(xiàn)象，所測曲線與別的曲線相關(guān)性不好。因此小隊在施工中還得專門換儀器去補測4 m 和2.5 m 曲線，所謂快速測井儀器變得不快速，小隊的測井時效和勞動強度無形中得到增加。

2 問題的解決辦法

（1）電極的測量原理是在地層介質(zhì)中設一供電電極A，回流電極B 放在距電極A 無限遠的地方，在距離電極A 一定距離處放置一對測量電極M 和N，測量電極MN 的電位就能反映地層的電阻率。實際生產(chǎn)中馬籠頭不可能作得無限長，經(jīng)過試驗回路電極B的長度只要大于1.4 倍電極系中最長的電極距就可以了。如4 m 的回路電極B 只要大于5.6 m 我們認為它不受影響。在快速測井儀器SDS-1 中，它的回路電極B 是魚雷，所以在做馬籠頭時魚雷到供電極環(huán)的距離大于5.6 m。其次馬籠頭的外殼不能和魚雷連通，因為SDS-1 儀器采用的是17 Hz 交流正弦波恒流供電（目的為了減小工業(yè)用電對儀器的干擾），如果馬籠頭的外殼和魚雷連通將會造成供電橫流的分流，并且這種分流還是不穩(wěn)定的，使得所測的曲線不穩(wěn)定，表現(xiàn)出忽高忽低的現(xiàn)象。

根據(jù)原理我們仔細檢查本儀器，發(fā)現(xiàn)與它下掛的推靠井徑儀器的十芯和外殼是連通的，而SDS-1 型快速測井儀器的十芯和魚雷也是連通的，這就等于把儀器的外殼和魚雷相連通，所以引起了套管不回零的故障現(xiàn)象。當我們把推靠的十芯重新整理使其不和外殼接通，第一個問題就解決了。

（2）經(jīng)過我們仔細檢查發(fā)現(xiàn)SDS-1 型快速測井儀器的所有元件和線路都是正常的，用電阻率模擬盒校驗也是準確的，但實際測井過程中，電極系4 米和2.5 m 一進入低阻水層就回零，這是不對的。我通過跟蹤觀察加上小隊操作員回饋的信息發(fā)現(xiàn)，井下儀器進入低阻水層時，地面測井系統(tǒng)所采集的4m 和2.5m的電壓信號就是0V。

分析如下：山東臨盤地區(qū)標準水層電阻率為0.6歐姆米，這和進套管的值也差不多。電阻越小通過它一定的電流所產(chǎn)生的電壓也越小，當井下儀器進入水層時，MN 電極所測量的電壓信號也非常小，往往只有幾毫伏，這個小信號很可能達不到AD 轉(zhuǎn)換的精度要求，加上電壓波動就會引起回零的現(xiàn)象。我們所使用的電阻率模擬校驗盒的最低校驗電阻率只有0 和4歐姆米，忽略了0.6 歐姆米的校驗。

根據(jù)上述分析要解決低阻水層回零的故障現(xiàn)象必須加大測量信號，方法有兩個：一是提高供電的電流，但這樣會使供電部分的推動管發(fā)熱，井下儀器在井內(nèi)高溫作用下將變得不穩(wěn)定，二是提高前置放大器的放大倍數(shù)，使測量的MN 電極信號進入AD 轉(zhuǎn)換前就得到充分的放大，以滿足AD 轉(zhuǎn)換的精度要求，我們采用的是提高前置放大器的放大倍數(shù)。SDS-1 型快速測井儀器4 m 和2.5 m 的測量通道都是一樣的，只是放大倍數(shù)不一樣，4M 測量通道的前置放大器的線路圖如圖1 所示。

從圖1 中可見：6R57 和6R58 電阻值分別是1.2 K 和4.7 K，并聯(lián)總阻值為0.956 K，要增加前置放大器的放大倍數(shù)，我們把6R57 和6R58 的并聯(lián)總阻值換成0.5 K，刻度信號高刻檔由原來的900 豪伏增加為現(xiàn)在的2 000 mV，刻度信號內(nèi)零由原來的0 伏升高為現(xiàn)在的70 mV。雖然內(nèi)零信號增加了，但這不影響測井，因為本儀器采用的兩點刻度，儀器要求用外刻度來校驗內(nèi)刻度，就可以把內(nèi)零電壓抵消掉。因為AD 采樣的電壓范圍理論為0 ～5 000 mV（實際不到5 000 mV），前置放大器的放大倍數(shù)增加以后，縮小了4 M 和2.5 M 的測量范圍，由原來的0.2·m ～2 000·m，變成現(xiàn)在的0.2·m ～500·m，對于山東臨盤低阻率地區(qū)來說完全夠用了，因為這里的地層電阻率很少有超過500 歐姆米。SDS-1 快速測井儀器這樣改進后，通過多次與勝利6000 儀器和SDZ大組合儀器對比測量，4 m 和2.5 m 曲線完全一致，所以第二個問題得到了解決。SDS-1 型快速測井儀器也恢復了正常，可以正式投產(chǎn)使用。

3 結(jié)束語

通過這次對SDS-1 快速測井儀的改動，給我們儀修工作者很大的啟示：雖然單獨一只儀器測井沒問題不代表它和別的儀器組合后也沒問題；雖然儀器元器件都是好的，用模擬校驗盒來刻度校驗儀器也都是正確的不代表它就能適應所有的地層。我們要根據(jù)實際情況做具體分析，才能把測井中出現(xiàn)的故障降到最低。

[1] 中國電子科技集團第22 研究所.Sds-1 數(shù)傳電阻率下井儀技術(shù)使用說明書.2004（資料）

[2] 山東勝利偉業(yè)石油技術(shù)服務工程公司.Sl3112 全電極組合測井儀維修使用手冊.2009（資料）