綜合錄井儀故障偏高原因分析及對策研究

王 瑞

（大慶油田鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江 大慶 163000）

1 概述

油氣勘探是提高油田資源儲量、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。地質(zhì)錄井是油氣勘探的重要組成部分，通過在鉆井現(xiàn)場采集地質(zhì)及工程數(shù)據(jù)，獲取第一手井筒地質(zhì)及工程資料，實現(xiàn)對油氣顯示的監(jiān)測及儲層含油氣性的綜合評價，也為后期儲層綜合研究提供了重要的依據(jù)。綜合錄井儀是地質(zhì)錄井的核心裝備之一，通過安裝的各種傳感器，能夠?qū)崟r采集工程、鉆井液、氣測參數(shù)，實現(xiàn)對油氣顯示的監(jiān)測，同時能夠?qū)︺@井工程異常進(jìn)行預(yù)警。綜合錄井儀組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中烴類氣體檢查系統(tǒng)較為精密，對工作環(huán)境要求較高。然而錄井現(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，天氣條件、鉆井施工作業(yè)等都會對綜合錄井儀工作影響，加之頻繁的搬家、安裝、拆卸等，以及人為操作失誤等，使得綜合儀故障率偏高[1]。系統(tǒng)分析綜合錄井儀故障偏高的原因，采取相應(yīng)的措施，提高綜合錄井儀工作的穩(wěn)定性，對于保障獲取資料的可靠性、提升地質(zhì)錄井工作質(zhì)量具有重要意義。

2 綜合錄井儀組成及功能

綜合錄井儀組成復(fù)雜，根據(jù)功能模塊不同，綜合錄井儀可以分為烴類氣體分析系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、正壓防爆系統(tǒng)、儀器房等。其中烴類氣體檢測系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、計算機(jī)軟硬系統(tǒng)是綜合錄井儀的重要組成部分。

（1）烴類氣體檢測系統(tǒng)包括脫氣器、氣路管線、氣相色譜儀、氫氣發(fā)生器等，其中氣相色譜儀是核心部件，烴類氣體檢測系統(tǒng)通過前端脫氣器將鉆井液中烴類氣體分離處理，經(jīng)過干燥器干燥后，沿氣路管線從井場輸送到色譜儀進(jìn)行分析，得到全烴及組份百分含量，實現(xiàn)對烴類氣體檢測。

（2）傳感器系統(tǒng)主要包含安裝在井場各部位的各種傳感器及接線裝置，錄井現(xiàn)場傳感器種類較多，有鉆井液出入口密度、溫度、流量、電導(dǎo)率、總池體積、小池體積、泵沖、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、扭矩、立管壓力、套管壓力、大鉤負(fù)荷、絞車、硫化氫等幾十種傳感器，實現(xiàn)對烴類氣體數(shù)據(jù)、鉆井液數(shù)據(jù)、鉆井工程數(shù)據(jù)、有毒有害氣體數(shù)據(jù)的實時采集與監(jiān)測，通過分析這些數(shù)據(jù)，能夠及時發(fā)現(xiàn)油氣顯示、監(jiān)測鉆井工程異常，為安全、高效鉆井提供保障[2]。

（3）綜合錄井儀計算機(jī)硬件系統(tǒng)主要包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理及采集機(jī)，目前新綜合錄井儀為了提升設(shè)備工作穩(wěn)定性，配備了主副服務(wù)器及數(shù)據(jù)采集機(jī)，做到設(shè)備的備份。綜合錄井儀軟件系統(tǒng)包括主控程序、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集、功能設(shè)置及各應(yīng)用功能軟件。綜合錄井儀軟件系統(tǒng)實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲，通過各種應(yīng)用軟件實現(xiàn)對氣測及鉆井工程評價與分析，為安全高效鉆井提供保障。

3 綜合錄井儀常見故障及對策

3.1 烴類氣體檢測系統(tǒng)常見故障及對策

烴類氣體檢測系統(tǒng)主要包括脫氣器、氣測管路、氣相色譜儀，其中氣相色譜儀屬于較為精密儀器，測定精度較高，對工作環(huán)境要求高。

（1）脫氣器常見故障。脫氣器屬于氣測系統(tǒng)的前端裝備，安裝在鉆井液出口泥漿池。脫氣器通過攪拌棒高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)氣液分離。由于長時期工作，鉆井液中粘稠的固相物質(zhì)附著在攪拌棒上，容易導(dǎo)致出現(xiàn)卡阻，需要定期清理脫氣器上的固相物質(zhì)。由于鉆井液液面變化較為頻繁，而目前常用的脫氣器都是高度的，當(dāng)鉆井液液面上升時，脫氣器內(nèi)部液面過高，達(dá)到或超過氣體出口位置，鉆井液進(jìn)入氣測管路，導(dǎo)致管路堵塞。因此，當(dāng)鉆井液液面上升時，應(yīng)及時調(diào)整脫氣器高度。

（2）氣測管路故障主要包括管路密封差、管路堵塞、干燥劑潮濕等。其中，在管路前端安裝有干燥瓶，內(nèi)置干燥劑，實現(xiàn)對氣體的干燥，長時間使用后，干燥劑容易潮濕，起不到干燥效果，應(yīng)定期更換干燥劑。

（3）氣相色譜儀組成較為復(fù)雜，分析周期短、精度高，目前快速色譜分析周期為30s。由于其組成復(fù)雜，測量要求高，故障類型多樣。常見的有：①氣測基線不穩(wěn)或有毛刺。氣測基線出現(xiàn)毛刺的情況，會影響烴類氣體檢查的準(zhǔn)確性。導(dǎo)致基線不穩(wěn)的情況主要有FID積碳、離子信號線絕緣較差、樣品氣流量不穩(wěn)定等。FID 長時間工作容易產(chǎn)生積碳，從而對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾信號，需要清除積碳才能避免出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象。離子信號線的作用是收集FID 信號，然后經(jīng)放大器放大信號，為了防止FID信號被干擾，需要信號線具有屏蔽功能的同軸雙心結(jié)構(gòu)，兩個絕緣層絕緣，一旦屏蔽線破損，就會影響屏蔽效果，需要及時更換信號線。樣品氣流量不穩(wěn)也會導(dǎo)致基線波動，此時需要檢查氣測管線，以及色譜儀管路，確保不會存在漏氣情況；②色譜儀點火故障。色譜儀點火常見故障有點不著火、自動熄火。點不著火的原因主要有助燃?xì)?、氫氣流量不穩(wěn)定，電壓不穩(wěn)定，也有可能是鑒定器與噴嘴之間的距離太遠(yuǎn)，導(dǎo)致點火困難。自動熄火的原因通常是助燃?xì)鈿錃饬髁坎环€(wěn)造成的，氫氣流量過小，會導(dǎo)致自動熄火；③組份顯示異常。通常情況下，在一個分析周期內(nèi)組份顯示呈現(xiàn)正態(tài)分布，當(dāng)工作異常，色譜譜圖可能出現(xiàn)錯位、變形等現(xiàn)象。組份譜圖錯位通常與載氣流量有關(guān)，載氣流量過大，會導(dǎo)致圖譜提前出現(xiàn)，流量過小會導(dǎo)致圖譜出現(xiàn)較晚。組份顯示不全通常與色譜柱有關(guān)，需要對色譜柱進(jìn)行檢查和調(diào)整。

3.2 傳感器系統(tǒng)常見故障及對策

綜合錄井儀傳感器類型多，不同傳感器工作原理不同，出現(xiàn)故障維修難度較大。傳感器系統(tǒng)故障可能是傳感器本身故障或者是線路故障，具體情況需要具體對待。傳感器按照型號傳輸方式不同，可以分為電壓型和電流型。傳感器通常安裝在鉆臺或泥漿池里，長時間浸泡在鉆井液中，傳感器容易出現(xiàn)故障，一旦出現(xiàn)故障，需要進(jìn)行及時排除。對于電流型傳感器，例如壓力傳感器、溫度傳感器、密度傳感器、流量傳感器、體積傳感器等，可以通過觸碰測試部位，檢測電流有無變化，如果有變化，表示傳感器沒有故障。而絞車傳感器屬于脈沖型傳感器，對于其輸出方式不同，需要采取不同的檢修措施。如果是傳感器接線故障，需要檢查接線線路，確保接線無誤。

3.3 計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)常見故障及對策

在綜合錄井儀所有故障類型中，計算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障率相對偏高，既有硬件故障，也有軟件故障，通常軟件故障較為常見。計算機(jī)硬件系統(tǒng)主要有主副服務(wù)器及采集機(jī)組成，通常情況下，硬件系統(tǒng)工作較為穩(wěn)定，但長時間使用后，計算機(jī)內(nèi)部積灰。井場供電不穩(wěn)、斷電等影響。頻繁搬家震動等，會導(dǎo)致元器件間連接松動。CAN 卡、顯卡等損壞等。針對這些故障，需要逐一進(jìn)行排查。軟件系統(tǒng)故障主要是因為軟件設(shè)置不當(dāng)或者是病毒影響。綜合錄井儀系統(tǒng)版本較早，系統(tǒng)不聯(lián)網(wǎng)，無法更新，且沒有更新病毒防護(hù)軟件。頻繁插移動盤，可能會攜帶外部病毒，使系統(tǒng)工作癱瘓，此時只能重裝系統(tǒng)。此外，還可能軟件設(shè)置不當(dāng)，主要表現(xiàn)在虛擬盤丟失、網(wǎng)絡(luò)連接不上、CMOS 設(shè)置不當(dāng)、打印機(jī)工作異常等問題。在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)這些異常，會影響鉆井施工進(jìn)度和錄井錄取資料的準(zhǔn)確性完整性，因此，平時應(yīng)做好系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份，一旦出現(xiàn)故障，可快速恢復(fù)系統(tǒng)。

4 結(jié)束語

綜合錄井儀是地質(zhì)錄井最重要的裝備，通過實時錄取工程及氣測參數(shù)，實現(xiàn)對油氣顯示的監(jiān)測及鉆井工程異常的預(yù)警，在發(fā)現(xiàn)油氣顯示、安全高效鉆井方面發(fā)揮重要作用。綜合錄井儀屬于精密儀器，特別是氣測系統(tǒng)，對工作環(huán)境要求較高。錄井現(xiàn)場條件惡劣、設(shè)備頻繁搬家、拆安裝等，都會影響綜合錄井儀工作的穩(wěn)定性，只有熟悉綜合錄井儀各部分工作原理，總結(jié)常見故障類型，一旦出現(xiàn)故障，能夠快速進(jìn)行檢修，確保儀器能夠平穩(wěn)運行，對于錄取資料的準(zhǔn)確性、完整性具有重要意義。