巖性密度測井儀高壓不穩(wěn)的故障分析及維修

侯遠(yuǎn)偉

摘 要：巖性密度測井儀高壓不穩(wěn)可由長源距、測井時(shí)短源距、長源距、測井時(shí)長短源距的高壓不穩(wěn)這四種情況組成。本文首先將介紹巖性密度測井儀的工作原理，其次再分析巖性密度測井儀高壓不穩(wěn)的故障，最后對巖性密度測井儀高壓不穩(wěn)提出維修的方法，從而全面的解決巖性密度測井儀高壓不穩(wěn)的問題。

關(guān)鍵詞：巖性密度測井儀；高壓；穩(wěn)定；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.047

1 前言

巖性測井儀是目前應(yīng)用最廣泛的放射性測井的項(xiàng)目，巖性密度測井系統(tǒng)不僅僅帶來了全新的測井方法，更多的測量信息，更高精度的放射性測井資料，還提供了多種分析自然界中物質(zhì)的光電吸收系數(shù)的方法和手段，使得巖性密度測井儀在整個測井行業(yè)擁有不可或缺的地位[1]。就目前各測井單位情況來看，巖性密度測井儀工作高壓仍不十分穩(wěn)定，從而影響測井的精確度和效率，造成測井過程中不必要的麻煩，因此我們通過對巖性密度測井的系統(tǒng)研究，設(shè)計(jì)出一套有效的實(shí)行調(diào)節(jié)方法，進(jìn)而解決測井中產(chǎn)生的問題。

2 巖性密度測井儀簡單描述

巖性密度測井是在補(bǔ)償密度測井儀器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，巖性密度測井的測井原理是由極板、能窗、穩(wěn)窗等部分共同工作，不但可以提供準(zhǔn)確的地層密度測量值， 還可以進(jìn)行光電吸收系數(shù)的測量，并且光電吸收系數(shù)的測量結(jié)果有助于確定地層的巖性和礦物成分。井下儀器由γ源和加屏蔽的探測器組成，探測器記錄由地層散射的γ射線。深入油氣井測量時(shí)，主要是測量γ射線的能量高低，而能量高低又由巖性和密度來決定，通過特定的轉(zhuǎn)變就可以得到光電吸收指數(shù)pe。為了能夠準(zhǔn)確的測量出油氣井里巖性及密度，γ射線在測井儀上顯示的高低就顯得至關(guān)重要，兩個探測器沿著井壁同時(shí)對各種地層進(jìn)行嚴(yán)密的探測，做到數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)，消除其他的不良影響，防止測井失敗。通過測量上述各種數(shù)據(jù)，得到井里有效的信息，完成油氣井的開采工作。這種測井的方法是從密度測井發(fā)展過來的，通過對密度測井的改進(jìn)，又因測井所需，從而加快了巖性密度測井的開發(fā)，也在油氣井測量中處在重要位置。

3 巖性密度測井儀高壓不穩(wěn)故障分析及其維修

3.1 巖性密度測井儀極板

極板包含一個放射性源和兩個不同源距的探測器，且要求直接與井壁接觸。

第一，放射性源：2ci的Cs137 （2居里伽馬源），它以能量為661kev伽馬射線照射地層。

第二，兩個閃爍晶體光電倍增管探測器，一個離源較近（約11.43cm），較薄的鐵窗，叫短源距探測器；一個離源較遠(yuǎn)（約36.83cm），Be（Z=4）窗，叫做長源探測器。

第三，每個探測器都附有高壓電源和脈沖放大器，探測器按正比方式工作，輸出脈沖幅度正比于記錄的伽馬射線能量。

只有當(dāng)極板滿足各部分的要求，測井儀才不會出現(xiàn)高壓不穩(wěn)的情況，為保證測井儀穩(wěn)定的高壓和正確的線性比例，必須采取穩(wěn)峰措施。

3.2 能窗

采取上述極板，地層電子密度和等效原子序數(shù)同時(shí)決定了長源距探測器的計(jì)數(shù)率，而決定短源距探測器的計(jì)數(shù)率為地層的電子密度。因此，通過建立合適能窗，從長源距計(jì)數(shù)率，地面儀器可以計(jì)算地層的體積密度和有效光電吸收系數(shù)Pe：從短源距計(jì)數(shù)率可以計(jì)算視體積密度。為實(shí)現(xiàn)這一目的，按長源距探測器測得的伽馬射線能譜分為四個能區(qū)：HRD1能量為140keV～200keV的長源距計(jì)數(shù)；HRD2能量為200keV～540keV的長源距計(jì)數(shù)；SOFT1能量為60 keV～100keV的長源距計(jì)數(shù)，用于計(jì)算長源距低能窗計(jì)數(shù)率與長源距高能窗計(jì)數(shù)率的比值SOFT/ HRD2；SOFT2能量為100～140keV的長源距計(jì)數(shù)；短源距探測器分一個窗口：SSD短源距計(jì)數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)電位用恒定電流流過串聯(lián)電阻得到。為解決測井時(shí)短源距高壓穩(wěn)不住，時(shí)好時(shí)壞，能窗就不能出現(xiàn)錯誤，要有好的工程流程才能解決高壓不穩(wěn)的問題。

3.3 穩(wěn)窗

閃爍晶體和光電倍增管組成的探測器屬于比例器，使光電倍增管的輸出脈沖高度和探測到的伽馬射線能量直接有關(guān)[2]。要精準(zhǔn)確定所探測的伽馬射線的能量，不造成高壓不穩(wěn)，還有兩方面的問題。第一是建立起各個能窗的邊界，這需要建立脈沖高度V與實(shí)際伽馬射線能量的準(zhǔn)確關(guān)系才能得到；第二是要解決探測器輸出脈沖幅度隨環(huán)境溫度和光電倍增管上的高壓變化而變化問題。為此要引入一個穩(wěn)峰的高能伽馬射線源，并采取穩(wěn)譜措施。一系列的巖性密度測井儀的原理步驟，要做到穩(wěn)定無誤差，不導(dǎo)致測井的高壓不穩(wěn)[3]。

3.4 測井儀高壓不穩(wěn)維修

當(dāng)出現(xiàn)長源距高壓不穩(wěn)時(shí)，我們需要對儀器的探頭進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題確實(shí)出現(xiàn)在探頭，則需要拆下探頭，換上好的探頭。當(dāng)出現(xiàn)測井時(shí)短源距高壓不穩(wěn)，有時(shí)候高壓有時(shí)候低壓的情況，通過排查各部分電路分析原因，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)跳變加快，則可確定控制模塊使高壓出現(xiàn)不穩(wěn)，然后更換相關(guān)損壞部件即可。當(dāng)出現(xiàn)長短源距都不穩(wěn)時(shí)，沒有高壓的輸出，也沒有信號的傳出，導(dǎo)致各方面出現(xiàn)問題，所以出現(xiàn)高壓不穩(wěn)，排查系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)高壓輸入輸出出現(xiàn)問題，電容被高壓擊穿，高壓無法得到輸出，進(jìn)而沒有高壓能夠加到光電倍增管上，高壓自然就不是很穩(wěn)定。當(dāng)出現(xiàn)測井時(shí)長短源距高壓均不穩(wěn)定時(shí)，電壓在低高之間來回變化，不能穩(wěn)定下來，只有高壓達(dá)到了一定的值，儀器才會有脈沖信號，這就說明高壓沒有到達(dá)我們設(shè)定的值。這種情況，我們就需要檢查高壓的總成是否已經(jīng)損壞，當(dāng)長源距高壓值低，變壓器正常，探頭正常，我們需要更換高壓總成來達(dá)到高壓穩(wěn)定。

4 結(jié)語

21世紀(jì)以來密度測井在實(shí)踐中得到了很好的運(yùn)用，在石油汽油的開采過程中應(yīng)用廣泛。而更出色的巖性密度測井也將有良好的發(fā)展前景?，F(xiàn)在出現(xiàn)的巖性密度測井儀高壓不穩(wěn)的情況，我們應(yīng)該從各個方面去考慮和解決，在日后國家的研究和探索之中一定會改善此內(nèi)情況，讓巖性密度測井儀運(yùn)用起來更加穩(wěn)定，效率更高。

參考文獻(xiàn)：

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[2]王浩，孫欣艷.530巖性密度測井儀高壓故障分析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012（13）：206.

[3]盧進(jìn)，田彥民，付廣，張建軍，呂海泉.巖性密度測井儀固定高壓穩(wěn)譜的實(shí)現(xiàn)[J].艦船防化，2012（01）：35-38.endprint