固井質(zhì)量測井儀維修檢測方法改進(jìn)分析研究

張 健 任傳武

（中海油田服務(wù)股份有限公司天津分公司，中國 天津 300459）

0 引言

CBMT扇區(qū)固井質(zhì)量測井儀不受儀器偏心的影響，適合在各種流體的井內(nèi)測井，因此在現(xiàn)場得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過故障的分析，對(duì)多種問題進(jìn)行深入剖析。

1 DTMN和DTMX分叉、衰減率回零的原因

CBMT61扇區(qū)水泥膠結(jié)成像測井儀主要用于套管井進(jìn)行固井質(zhì)量測量。其原理是通過六個(gè)極板上的換能器在井周360度范圍內(nèi)對(duì)水泥固井質(zhì)量進(jìn)行測量，每個(gè)極板含有兩個(gè)發(fā)射換能器和一個(gè)接收換能器。每組換能器相互補(bǔ)償測量。

CBMT61XA儀器采用在圓周上均勻分布6個(gè)探測臂的獨(dú)特設(shè)計(jì)，在測量過程式中不會(huì)漏掉水泥環(huán)面上的細(xì)小裂縫，探頭排列展開后如下圖1所示：

T1～T6為發(fā)射探頭，R1～R6為接收探頭，發(fā)射探頭發(fā)射的聲波信號(hào)經(jīng)套管耦合到接收探頭，水泥膠結(jié)的質(zhì)量越好，接收探頭收到的信號(hào)越弱，計(jì)算聲波信號(hào)的衰減量，就可以得到水泥膠的良好程度。為了抵消發(fā)射和接收探頭靈敏度的個(gè)體差異，采用同一扇區(qū)兩次收發(fā)的方式，其計(jì)算公式是 ACT=（10/d）lg(近幅度 *近幅度/遠(yuǎn)幅度 *遠(yuǎn)幅度)；以 T1,R2,R3,T4為例，當(dāng)發(fā)射器T1發(fā)射時(shí)，接收器R2和R3測量其下行聲幅，定義為A12和A13，如圖所示。由于使用同一發(fā)射測量兩個(gè)幅度值，而且衰減測量只取決于幅度比。因此，下行衰減不受發(fā)射強(qiáng)度的影響，其結(jié)果僅取決于接收器的靈敏度。

于是套管波的衰減率為：α1＝（10/d）lg(A12/A13)

當(dāng)發(fā)射器T4發(fā)射，由接收器R2和R3測量其聲幅，定義為 A42和 A43。同樣，該衰減值也不受 T4發(fā)射強(qiáng)度的影響，而僅僅取決于接收器的靈敏度。

套管波的衰減率為：α2＝（10/d）lg(A43/A42)

兩次測量結(jié)果組合在一起可求出補(bǔ)償后的衰減值：

ATC1=α1+α2=(10/d)lg［(A12×A43)/(A13×A42)

因而所得結(jié)果消除了接收器靈敏度的影響。

這種測量過程在6個(gè)分區(qū)中的每一個(gè)都進(jìn)行著重復(fù)。這樣，對(duì)于六個(gè)區(qū)塊的每一個(gè)，衰減測量結(jié)果得到完全的補(bǔ)償。

通過上面的公式我們可以看到，衰減率的測量依賴于每個(gè)Subcycle的首波提取的正確，而觀察每個(gè)首波提取是否正確可以通過觀察時(shí)差提取是否正確，即DTMN和DTMX的一致性是否良好，因此，我們可以看到，DTMN和DTMX分叉及衰減率為零（實(shí)際上衰減率是負(fù)值）實(shí)際上是一個(gè)問題，是因?yàn)槭撞ㄌ崛〔徽_導(dǎo)致的。首波提取不正確，必然是極板工作狀態(tài)不正常（其中包括極板本身的問題，極板驅(qū)動(dòng)的問題等），而通過show2D我們就可以判斷是哪個(gè)極板工作不正常導(dǎo)致的。

下面來看show2D窗口：

從上圖可以看出，近接收的幅度比遠(yuǎn)接收的幅度還要低，而且近接收的增益比遠(yuǎn)接收的增益還要高（增益越高，說明信號(hào)越弱），增益在最大值21附近，說明近接收的信號(hào)很弱。根據(jù)衰減率計(jì)算方法，可以知道6個(gè)扇區(qū)的衰減率為負(fù)值，明顯這是有問題的。那么，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢，從圖中可以看出，12個(gè)subcycle的值都是錯(cuò)誤的。但是，通過仔細(xì)觀察，我們可以發(fā)現(xiàn)，1、3、5進(jìn)行組合時(shí)和2、4、6進(jìn)行組合時(shí)，數(shù)據(jù)是符合要求的。之所以近接收的幅度和增益全部錯(cuò)誤，是因?yàn)椴还苁悄莻€(gè)極板發(fā)射，近接收都是另一組合里面的極板，比如，當(dāng)1號(hào)極板發(fā)射時(shí)，近接收肯定是 2、4、6號(hào)極板中的一個(gè)，不會(huì)是 3、5號(hào)極板中的任何一個(gè)，同理，當(dāng)其他極板發(fā)射時(shí)，情況也是一樣的。因此我們可以推斷出，1、3、5號(hào)極板之間是匹配的，而 2、4、6號(hào)極板之間也是匹配的。 但是 1、3、5和 2、4、6之間是不匹配的。通過我們檢查，發(fā)現(xiàn) 1、3、5和 2、4、6極板的觸發(fā)極性不同導(dǎo)致，其中 1、3、5極板的觸發(fā)極性一致，2、4、6極板的觸發(fā)極性一致。 而這種情況依據(jù)我們傳統(tǒng)的檢測方法（自發(fā)自收），是無法發(fā)現(xiàn)任何問題的。

2 檢測方法改進(jìn)的探索

第一，我們要確定6個(gè)極板的極性是一致的，因此每次更換極板前，要先對(duì)探頭的極性進(jìn)行檢查，以確保新更換的探頭極性和原探頭極性一致,并且要確認(rèn)原極板接線和下圖一樣，然后再組裝新更換的極板。

第二，發(fā)射信號(hào)的檢測，首先我們要對(duì)發(fā)射脈沖進(jìn)行檢測，確保2路發(fā)射脈沖都正常，如果其中一路正常，而另外一路不正常，而探頭的靈敏度又比較高，我們地面檢測就會(huì)認(rèn)為儀器是正常的，但是下井后，就會(huì)出現(xiàn)DTMN和DTMX分叉的情況。

3 結(jié)束語

DTMN和DTMX分開、衰減率回零的異常情況，一直困擾著現(xiàn)場作業(yè)人員和儀修人員。通過上面檢測方法的實(shí)踐，我們就可以保證CBMT儀器下井作業(yè)不出現(xiàn)DTMN和DTMX分叉情況的發(fā)生，從而解決了地面檢測無法確認(rèn)儀器狀態(tài)好壞的瓶頸，保障了現(xiàn)場作業(yè)的時(shí)效。