IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀刻度方法研究

張文博，康松豪

(西安方元能源工程有限責(zé)任公司　陜西　西安　710201)

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IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀刻度方法研究

張文博，康松豪

(西安方元能源工程有限責(zé)任公司陜西西安710201)

摘要:俄羅斯感應(yīng)測井儀IKZ－2具有儀器結(jié)構(gòu)簡潔、徑向探測范圍大、縱向分辨率高，性能穩(wěn)定的特點，有助于薄油層的發(fā)現(xiàn)。測井儀器的校準很重要，但在國內(nèi)關(guān)于俄羅斯感應(yīng)測井儀的校準方法的資料相對較少，根據(jù)多年的應(yīng)用經(jīng)驗主要分析了俄羅斯感應(yīng)測井儀的校準方法。

關(guān)鍵詞:測井;感應(yīng)測井儀;刻度

0　引言

俄羅斯盧奇公司從20世紀70年代中期開始研究高頻等參數(shù)測量(VIKIZ)［1］，形成了后來的俄羅斯感應(yīng)測井儀。長慶油田2003年引進IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀，此儀器分辨率高、分層能力強、探測深度大、重復(fù)性好，可用于多種鉆井液的中高礦化度地層油、氣、水的判識，尤其對深侵入地層、低礦化度地層具有較高的識別能力，這些特點可直接識別出砂泥巖薄交互層，對長慶油田的薄油層發(fā)現(xiàn)非常重要。

1　儀器結(jié)構(gòu)和性能

IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀類似于貝克休斯公司、斯倫貝謝、哈里伯頓公司的陣列感應(yīng)測井儀［2］，但又和這些公司的不同，不同體現(xiàn)在外殼和線圈系上。這些公司生產(chǎn)的陣列感應(yīng)大多采用的是玻璃鋼外殼，IKZ－2俄羅斯感應(yīng)采用的是陶瓷柱的外殼;這些公司生產(chǎn)的陣列感應(yīng)基本特點是利用軟件聚焦的方法合成測井曲線，結(jié)構(gòu)上由一個發(fā)射和兩個接收構(gòu)成的3線圈系，IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)是由兩個發(fā)射和一個接收構(gòu)成的3線圈系子陣列，電路和線圈在同一個芯軸上內(nèi)部，從而形成了井下儀器的結(jié)構(gòu)緊湊、安全、可靠、穩(wěn)定的優(yōu)勢。

IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀線圈系由9個發(fā)射(L2 －L10)和1個接收(L1)組成［3］，距離接收線圈最近的一個發(fā)射線圈(L2)為輔助線圈，提供用于相位檢測的參考信號，其余8個發(fā)射線圈(L3、L5、L7、L9為主發(fā)射線圈，L4、L6、L8、L10為輔助發(fā)射線圈，起聚焦作用)兩個一組與接收線圈構(gòu)成4個3線圈系子陣列，3線圈系子陣列由1個公用接收線圈L1和一對發(fā)射線圈組成(L3、L4、L1組成310.5淺探測線圈系，發(fā)射器為U1; L5、L6、L1組成310.85中探測線圈系，發(fā)射器為U2; L7、L8、L1組成311.26中深探測線圈系，發(fā)射器為U3; L9、L10、L1組成312.05深探測線圈系，發(fā)射器為U4)。IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀發(fā)射頻率為100 kHz，測量信號通過相敏檢波分離實部和虛部信號，再送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出，目前的信號處理是趨膚效應(yīng)校正和簡單的反褶積圍巖效應(yīng)校正［4］，其線圈系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀線圈系結(jié)構(gòu)

IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀直徑為73 mm，長度為3 550 mm，質(zhì)量為55 kg，記錄點310.5淺探測為2 240 mm，310.85中探測為1 940 mm，311.26中深探測為1 590 mm，312.05深探測為910 mm，提供8條電阻率曲線(四條實部電阻率曲線、四條虛部電阻率曲線)和一條自然電位曲線。其中，電阻率測量誤差﹤3％，或小于±1 mSm/m。當溫度在25℃以上時，由環(huán)境溫度變化引起的電阻率測量誤差每10℃不超過基本誤差容限的0.2，零線漂移每10℃不超過0.2。IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀耐溫128℃，性能好，精度高，重復(fù)性好，提高了對儲集層電性非均質(zhì)體參數(shù)測量精度，儀器8條曲線探測深度和測量范圍見表1。

表1　探測深度、分辨率和測量范圍

2　儀器刻度方法

測井儀器獲得的是原始測量值，它并不直接反映巖石的地學(xué)特性，需要通過精確的轉(zhuǎn)換才能成為反映地層物理參數(shù)的工程值。同時，還必須保證同一類型的測井儀器計量的統(tǒng)一。目前，石油測井界主要是用刻度方法實現(xiàn)這種精確轉(zhuǎn)換和保證同一類測井儀器間的測量結(jié)果的一致性?？潭冗€可以檢查儀器線性和穩(wěn)定性，檢查儀器是否正常，刻度對儀器非常重要，本章節(jié)主要研究IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀利用刻度環(huán)的刻度方法和在慶陽車場標準井刻度驗證方法。

2.1刻度注意事項

IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀在使用一段時間以后或者在更換元器件維修后都要進行刻度，刻度是為了校準儀器，使儀器達到最佳的性能和準確度［5］。在儀修工房，主要是利用刻度環(huán)刻度，刻度環(huán)是一個不導(dǎo)電的多邊支架，四匝線圈環(huán)繞，頻率由電容器C1～C6調(diào)節(jié)為100 kHz，電阻和電容插件模擬實部和虛部的電導(dǎo)率?？潭拳h(huán)如圖3所示，刻度環(huán)電路如圖4所示。

圖3　刻度環(huán)

圖4　刻度環(huán)電路

IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀刻度時，先按要求在井下儀外殼上做好刻度記號點，再把井下儀與面板連接連線，完成相關(guān)準備工作。儀器刻度時要注意:

1)儀器在刻度時要放在距地面1.5 m高的木架上，周圍3 m內(nèi)無金屬物。

2)刻度環(huán)放置在標志線的中心，并保持靜止。

3)該儀器不做測前測后刻度。

4)從儀器外殼上接頭絲扣底端開始測量刻度點，四組插件0.5/0.85/1.26/2.05對應(yīng)的刻度點為2.289 m/ 1.878 m/1.434 m/0.637 m。

5)四組插件0.5/0.85/1.26/2.05的實部和虛部刻度分別接入A100和R100插孔。

2.2刻度軟件操作

1)敲入cd log_chin回車，敲入start回車進入軟件界面。

2)選BASE CALIBRATION回車。

3)選IKZ－2 TOOL CALIBRATION回車。

4)選CALIBRATE IKZ－2 TOOL回車。

5)按F9選TRANSMIT THE LINK TEST回車進行自檢確認儀器號及提示OK。然后再按F9，選START POLLING－TRANSMIT DATA回車。

6)按F7選START CALIBRATION MODE，然后將刻度環(huán)放在0.5刻度記號處，不插插件，回車刻度，完成后按提示依次插上插件為A100，P100刻度。

7)按提示將刻度環(huán)依次放在0.85，1.26，2.05刻度記號處，分別按不插插件和插A100，P100順序刻度。

8)完成上述步驟后，去掉刻度環(huán)然后回車進行空氣中刻度。

9)按提示回車選擇并記錄儀器號和刻度日期保存刻度數(shù)據(jù)，即完成所有刻度過程。

2.3刻度數(shù)據(jù)刪除或備份

在主界面選IKZ－2 TOOL CALIBRATION后，選VIEW CALIBRATION DATA即進入刻度數(shù)據(jù)刪除或備份;用tab鍵使光標在右邊列依次選擇相應(yīng)的刻度文件即可。

IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀所有刻度數(shù)據(jù)保存在c: log_chinmtrlIkzo.cls文件中。在一個面板中完成刻度后，將此文件拷貝出來，然后覆蓋其它面板中的相應(yīng)文件即可。IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)Ikzo.cls文件中包含儀器每對發(fā)射線圈的開環(huán)和閉環(huán)的正負采集數(shù)值，典型的刻度數(shù)據(jù)見表2。

表2　刻度數(shù)值

2.4刻度驗證

刻度完成后儀器性能要達到:電阻率測量誤差﹤3％，或小于±1mSm/m。當溫度在25℃以上時，由環(huán)境溫度變化引起的電阻率測量誤差每10℃不超過基本誤差容限的0.2，零線漂移每10℃不超過0.2，刻度環(huán)的校隊:應(yīng)在99.5～100.5之間，品質(zhì)因素:最小為20。

在長慶區(qū)塊，IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀用的是4條實部電阻率曲線，儀器用刻度環(huán)刻度完成后要在慶陽長慶測井基地車場標準井驗證，此標準井內(nèi)部安裝有標準層，感應(yīng)類儀器在標準層的曲線值為51，IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀在此標準井標準層位IR1，IR2，IR3，IR4的實部值如果都為51，而且4條曲線基本重合則說明刻度達到要求。

3　結(jié)束語

IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀深探測可達2.97 m，其深探測視電阻率更接近地層真電阻率值。此儀器曲線條數(shù)多，測量的動態(tài)范圍大，對于孔隙度、滲透率較高的侏羅系油層，根據(jù)四條曲線間的徑向關(guān)系(侵人關(guān)系)，可定性判斷儲層的含油性，對上油下水的儲層可指出油水界面位置，俄羅斯感應(yīng)的這些優(yōu)點對長慶區(qū)塊的低滲透和薄油層尤其重要，為了保持儀器的精度，就需要每隔一段時間或者在儀器維修過后都要對儀器進行刻度，俄羅斯感應(yīng)的刻度和傳統(tǒng)的雙感應(yīng)－八側(cè)向類似，但又有所不同，此儀器源自進口，各方面資料很少，本文根據(jù)作者從事此儀器維修和刻度多年的認識和理解，研究了IKZ－2型俄羅斯感應(yīng)測井儀的刻度方法，這些刻度方法在長慶區(qū)塊實際測井中得到了驗證，實踐證明這種刻度方法是有效可行的，希望本文對同行有所幫助和借鑒作用。

參考文獻

［1］劉復(fù)屏，劉紅升，馬德錄.俄羅斯感應(yīng)測井儀與國產(chǎn)雙感應(yīng)測井儀的對比及其應(yīng)用［J］.石油天然氣學(xué)報(江漢石油學(xué)院學(xué)報)，2005，27(2): 31－41.

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［4］康俊佐，邢光龍，楊善德.用VIKIZ測井反演砂泥巖薄互層參數(shù)的方法研究［J］.測井技術(shù)，2005，29(4): 22－23.

［5］張守謙，顧純學(xué).地球物理測井基礎(chǔ)及應(yīng)用［M］.北京;石油工業(yè)出版社，2002: 1－345.

Study Calibration Method of Russian Induction Logging Tool of IKZ-2

ZHANG Wenbo，KANG Songhao
(Xi'an Fang Yuan Energy Engineering Co.，Ltd..Xi'an，Shaanxi 710201，China)

Abstract:Russian induction logging tool of IKZ-2 has features of simple structure，big radial detection range，high longitudinal resolution and stable performance，which can help to discover thin oil reservoir.Calibration is very important for logging instrument，but reference material related to calibration of Russia induction logging tool is short in China.The calibration method of the Russian induction logging tool of IKZ-2 is analyzed based on the year's experience.

Key words:well logging; induction logging tool; calibration

(收稿日期:2014－12－08編輯:韓德林)

第一作者簡介:張文博，男，1982年生，工程師，畢業(yè)于華中科技大學(xué)，碩士研究生，現(xiàn)在西安方元能源工程有限責(zé)任公司從事測井儀器維修和研發(fā)方面的工作。E-mail: zhangwenbo_1982@126.com

中圖法分類號:P631.8+17

文獻標識碼:A

文章編號:2096－0077(2016)01－0053－03