SDZ-30B0感應(yīng)測井自然電位曲線異常研究

劉運斌

（中石化中原石油工程有限公司地球物理測井公司，河南濮陽 457001）

SDZ-30B0感應(yīng)測井自然電位曲線異常研究

劉運斌

（中石化中原石油工程有限公司地球物理測井公司，河南濮陽 457001）

根據(jù)SDZ-30B0雙感應(yīng)—八側(cè)向測井儀器的特點、自然電位測井原理和自然電位曲線應(yīng)用，對感應(yīng)測井過程中自然電位曲線異?，F(xiàn)象，從感應(yīng)聚焦電路和隔離電路、自然電位環(huán)、自然電位信號通道這幾個方面，提出解決思路和辦法。提高自然電位曲線的成功率，更好地劃分儲集層、判斷巖性和油氣水層，提高測井時效及測井質(zhì)量。

雙感應(yīng)—八側(cè)向測井儀；自然電位曲線；儲集層；聲波邏輯信號

自然電位測井是在裸眼井中測量井軸上自然產(chǎn)生的電位變化，研究井剖面地層性質(zhì)的一種測井方法，簡便而實用，是砂泥巖剖面淡水泥漿裸眼井必測的項目之一。對于區(qū)分巖石性質(zhì)，尤其是區(qū)分泥質(zhì)和非泥質(zhì)地層方面，有突出的優(yōu)點。

自然電位測井的測量技術(shù)，在所有測井方法中最簡單。在實際測井中，常常在進行普通視電阻率測井的同時，電極在井內(nèi)連續(xù)移動時，可測得井內(nèi)自然電位沿井剖面的變化曲線，即自然電位曲線。SDZ-30B0雙感應(yīng)分系統(tǒng)的自然電位環(huán)就有該測量功能。

由于SDZ-30B0感應(yīng)分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特殊，測井施工中只能串接在儀器串的底端，受沖擊力等環(huán)境因素的影響更大，容易出現(xiàn)故障。施工小隊經(jīng)常反映感應(yīng)自然電位測出的曲線不理想。通過對感應(yīng)分系統(tǒng)進行較為全面的故障分析和研究，找出解決相關(guān)故障問題的方法，大幅度減少自然電位曲線異常問題。更好地利用曲線形態(tài)劃分儲集層。

1 自然電位的測量

1.1 自然電位SP的理論計算

式中：SSP為靜自然電位，rm、rs、rt分別為井內(nèi)泥漿、泥巖和砂巖的等效電阻。測量的自然電位異常幅度值Usp，實際上等于自然電流流過井內(nèi)泥漿電阻上的電位降[1]，即：

1.2 曲線測量

將一個電極M放入井中，另一個電極N放在地面上接地，測量M電極相對于N電極之間的電位差，便可進行自然電位測井，實際測井中常在普通視電阻率測井時測SP。原理圖如圖1所示。

圖1 自然電位測井原理

2 感應(yīng)儀器自然電位故障及解決方案

2.1 SP曲線在砂泥巖的界面處有跳變現(xiàn)象

2.1.1 線路檢查及故障排除

首先檢查儀器上接頭5#纜芯與自然電位環(huán)的絕緣和通斷，由于自然電位是一個慢變信號[2]。在電路設(shè)計時為防止八側(cè)向和自然電位之間的干擾，在恒壓源輸出變壓器次級和聚焦電路輸出變壓器次級串有隔離電容。首先檢查該電容，確保它不引起干擾。如圖1所示。

圖2 聚焦隔離電路、恒壓隔離電路

在檢測過程中，因為C1-C8電容比較大，容易受震動虛焊或脫落，甚至短路，從而會造成對自然電位信號的干擾。解決方案更換電容，焊接時在電路板上固定上電容固定夾，電容緊貼電路板焊接，并用進口膠固定結(jié)實，防止震動造成損壞。涂抹固定膠，提高濾波電容穩(wěn)定性。

具體實施如下：將SDZ-30B0感應(yīng)測井儀C1-C8電容一一焊掉，然后根據(jù)濾波電容長度和直徑，裁剪一片長度約為20 mm，寬度為2πr = 28×3.14 = 87.92≈88（mm）的銅片作為固定夾，將固定夾中央位置處和電容下端的線路板位置處鉆直徑為2 mm的孔，將固定夾用螺絲固定在線路板上，見圖3。

最后，將濾波電容加焊錫重新焊接，并在濾波電容與線路板之間涂抹固定膠進行固定，見圖4。

2.1.2 自然電位環(huán)影響

通過進一步分析發(fā)現(xiàn)，該儀器的自然電位環(huán)設(shè)計存在著一定問題：由于自然電位環(huán)是兩種介質(zhì)構(gòu)成：銅芯（與線圈系膠棒內(nèi)置的自然電位13芯通）和鉛環(huán)，連接處易出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，接觸電阻變大，各電極點電位不完全相等，引起自然電位漂移，導致所測的SP曲線不符合要求。

因此，感應(yīng)自然電位環(huán)更換為不銹鋼材料，材料更接近，采用開環(huán)設(shè)計，有效地抑制了感應(yīng)自然電位的干擾。

2.2 SDZ-3041聲波影響自然電位

SDZ-3000快速測井平臺測井儀，聲波和自然電位同時測量時，聲波邏輯信號和自然電位信號均從5#芯傳輸，經(jīng)過SDZ-3022遙測短節(jié)轉(zhuǎn)到7號纜芯傳到地面系統(tǒng)進行處理[3]，會出現(xiàn)聲波邏輯信號影響自然電位的現(xiàn)象。

2.2.1 自然電位信號通道

使用感應(yīng)自然電位環(huán)測量自然電位，自然電位信號經(jīng)過SDZ-3401聲波信號輸出電路的6L1和6R1和聲波信號匯合，經(jīng)過纜芯5傳輸至SDZ-3022遙測短節(jié)，轉(zhuǎn)到7纜芯送至地面系統(tǒng)處理。

使用軟電極測量自然電位，自然電位信號從軟電極的纜芯8經(jīng)過SDZ-3022中的4L1、4R35和繼電器4K7轉(zhuǎn)換至纜芯7，和聲波信號儀器上傳至地面系統(tǒng)處理。

2.2.2 故障原因分析

在測井過程中發(fā)現(xiàn)自然電位曲線異常，按照自然電位信號通道檢查，發(fā)現(xiàn)SDZ-3401聲波輸出電容C8和L1電感損壞[4]。綜合原因分析是由于供電時C8電容燒壞，纜皮上的直流信號得不到隔離，導致自然電位曲線異常。絕緣短節(jié)的3芯和5芯線間絕緣不好，導致在收腿的過程中，5#芯上有電壓，燒壞電容C8。預防措施為檢查線間絕緣，保證纜芯5和其他絕緣良好，以免燒壞電容C8。并對纜芯5進行特殊處理，對5#芯穿熱縮管，加強與其他線間絕緣。電路如圖5所示。

圖3 電容固定夾

圖4 電容固定膠

圖5 SDZ-3401聲波信號輸出電路圖

3 實施效果

針對自然電位曲線異常，對SDZ-3000感應(yīng)的自然電位環(huán)及隔離電路檢查，而且與之相連通的聲波輸出電路檢查，并且進行技術(shù)改革，解決了小隊經(jīng)常反應(yīng)的問題。而且針對SDZ-30B0感應(yīng)儀器檢測一切正常，因為聲波儀器影響SP曲線異常現(xiàn)象。技術(shù)改進后，跟蹤小隊測井資料，SP曲線良好，能更好地劃分儲集層、判斷巖性、判斷油氣水層[5]等，提高了測井效率與精度。

4 結(jié)束語

自然電位測井過程中經(jīng)常因各種各樣的干擾因素而影響自然電位曲線質(zhì)量，甚至引起曲線失真，消除干擾是困擾測井操作的一項難題。通過介紹自然電位產(chǎn)生原理及其曲線作用，闡述了自然電位測井過程中各種干擾現(xiàn)象，產(chǎn)生干擾原因及排除干擾方法。

通過對SDZ-30B0儀器自然電位故障分析及解決研究，大幅度提高了測井一次成功率，特別是鉆井輸送測井的一次成功率，延長了高溫工作時間。提高了自然電位曲線的成功率，便于更好地劃分儲集層、判斷巖性和油氣水層。

[1]洪有密. 測井原理與綜合解釋[M]. 東營： 石油大學出版社， 1993.

[2]中國電子科技集團第22研究所. SDZ-3000快速測井平臺（電氣篇、結(jié)構(gòu)篇）[R]. 新鄉(xiāng)： 中國電子科技集團第22研究所，2009.

[3]尚作源. 地球物理測井方法原理[M]. 北京： 石油工業(yè)出版社，1987.

[4]劉潤華， 劉立山. 模擬電子技術(shù)[M]. 東營： 石油大學出版社，2001.

[5]雍正和， 張超謨. 測井數(shù)據(jù)處理與綜合解釋[M]. 東營： 石油大學出版社， 1996.

Study about Spontaneous Potential Curve Anomaly in SDZ-30B0 Induction Logging

LIU Yunbin
（Geophysical Well Logging Company, Zhongyuan Petroleum Engineering Co., LTD., SINOPEC, Puyang Henan 457001, China）

According to the characteristics of SDZ-30B0 dual induction - eight lateral logging instruments, SP logging principle and SP application, analysis has been conducted about induction logging SP anomaly, mainly from the aspects of the focus circuit and isolation circuit of the dual induction instrument, the SP ring, and the SP signal channel. In addition, the thought and solution methods have been put forward. These solution methods can improve the success rate of spontaneous potential curve, divide reservoirs, judge lithology and oil and gas layer, and improve the quality of logging.

Dual induction - eight lateral logging instrument; spontaneous potential curve; reservoir; sound logic signal

P631.8

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2017.02.066

1008-2336（2017）02-0066-03

2016-11-18；改回日期：2017-03-27

劉運斌，男，1986年生，工程師，本科，畢業(yè)于長江大學資源勘查工程專業(yè)，從事測井儀器操作工作。

E-mail：1411026418@qq.com。