劉長(zhǎng)義

摘 要：對(duì)于普通的裸眼井測(cè)井，通常感應(yīng)+聲波+井斜方位+自然伽馬采用組合測(cè)井，而R4、R25、自然電位、井徑、微電極等曲線的測(cè)量，需要使用綜合儀進(jìn)行測(cè)量，該儀器測(cè)量完成以上5種曲線，需要儀器在井中來(lái)回起下三趟以上，且井徑臂不能推靠，測(cè)井效率十分低下，遇阻、遇卡情況時(shí)有發(fā)生。本文通過(guò)對(duì)儀器原理及電路分析改進(jìn)，成功實(shí)現(xiàn)了組合測(cè)井儀的測(cè)井應(yīng)用，使用綜合儀只需一次下井即可完成測(cè)井曲線，測(cè)井時(shí)效明顯提高。

關(guān)鍵詞：組合測(cè)井；儀器；改進(jìn)

1 技術(shù)背景

當(dāng)前對(duì)于水平井、大斜度井及特殊井測(cè)井一般采用水平井測(cè)井工藝進(jìn)行大滿貫組合測(cè)井，目的是提高測(cè)井效率，一次下井可取全大部分測(cè)井資料。對(duì)于普通的裸眼井測(cè)井，通常感應(yīng)+聲波+井斜方位+自然伽馬采用組合測(cè)井，而R4、R25、自然電位、井徑、微電極等曲線的測(cè)量，需要使用綜合儀進(jìn)行測(cè)量，該儀器測(cè)量完成以上5種曲線，需要儀器在井中來(lái)回起下三趟以上，且井徑臂不能推靠，測(cè)井效率十分低下，遇阻、遇卡情況時(shí)有發(fā)生。隨著技術(shù)的進(jìn)步，SL3112組合測(cè)井儀的應(yīng)用可以改變這種狀況，但由于組合測(cè)井儀本身存在的缺陷與不足，測(cè)量的R4、R25曲線抖動(dòng)嚴(yán)重、微電極曲線異常、儀器穩(wěn)定性差等問(wèn)題，造成儀器到貨后一直未能投產(chǎn)使用。

2 問(wèn)題分析及改進(jìn)措施

2.1 存在的主要問(wèn)題

通過(guò)前期儀器試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)影響儀器投產(chǎn)應(yīng)用的主要問(wèn)題是：R4、R25曲線抖動(dòng)嚴(yán)重，曲線質(zhì)量低，需多次測(cè)量證實(shí)；微電極曲線異常，測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；儀器穩(wěn)定性差，測(cè)井過(guò)程中時(shí)常損壞，無(wú)法工作；儀器馬籠頭通用性差，只能配接組合測(cè)井儀使用，感應(yīng)、聲波等其它儀器無(wú)法使用，頻繁的更換馬籠頭造成時(shí)效降低；斜井測(cè)井中，微電極及井徑曲線質(zhì)量低，有時(shí)需重新測(cè)量證實(shí)。

2.2 改進(jìn)措施

R4、R25曲線抖動(dòng)問(wèn)題：電極系工作過(guò)程中有供電回路和測(cè)量回路兩個(gè)回路，供電回路提供一恒定電流，通過(guò)供電電極在井下產(chǎn)生一個(gè)人工電場(chǎng)，測(cè)量回路的兩個(gè)測(cè)量電極之間因地層電阻率的不同，在人工電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生不同的電位差，該電位差經(jīng)放大、檢波，得到與地層有關(guān)的信號(hào)，經(jīng)刻度計(jì)算獲得地層的視電阻率曲線。經(jīng)分析，原儀器處理電路中，斬波電路參數(shù)選取不合理，供電波形上下半周幅度不一致，相敏檢波電路正負(fù)半周有幅度差，造成測(cè)量的曲線存在抖動(dòng)、進(jìn)套管不回零等異常情況。通過(guò)重新計(jì)算、仿真，改進(jìn)后的斬波電路把13Hz的參考信號(hào)輸入到模擬開(kāi)關(guān)3U9（AD7510）的控制端，分時(shí)控制比較放大器3U7的同相端和反相端接不同的電位，經(jīng)3U7放大后，輸出為13Hz左右的方波信號(hào)作為電極系壓控恒流源的基礎(chǔ)輸入；處理模塊由RS-01模塊和僅有的幾個(gè)外圍電阻組成。RS-01模塊完成電極系動(dòng)態(tài)恒流源的產(chǎn)生，電極系信號(hào)的放大、量程變換以及信號(hào)整形工作。通過(guò)1R4、1R7可以調(diào)節(jié)信號(hào)的放大倍數(shù)。

微電極曲線異常問(wèn)題：微電極測(cè)井是一種用于劃分薄層及滲透層并求取地層沖洗帶電阻率的測(cè)井方法，微電極極板采用了特殊結(jié)構(gòu)，把三個(gè)微小的電極等距離直線排列鑲嵌在耐磨的絕緣極板上，三個(gè)電極加上一個(gè)回路電極組成兩個(gè)不同類型的微電極系。經(jīng)分析，原儀器微電位參考回路電極使用R25的N電極環(huán)，造成測(cè)量過(guò)程中微電極信號(hào)和R25信號(hào)相互干擾、曲線異常。通過(guò)研究試驗(yàn)，將微電位回路改為儀器外殼，問(wèn)題得到解決。

儀器穩(wěn)定性問(wèn)題的改進(jìn)：原儀器在測(cè)量過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)儀器壞，無(wú)法施工的情況，維修時(shí)發(fā)現(xiàn)主要為功放等器件損壞。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)原儀器電極系供電電路電流為100mA左右，造成823功放等器件功耗大、溫度高、穩(wěn)定性差、易損壞，通過(guò)減小供電電流，提高測(cè)量電路增益，滿足了刻度要求，提高了儀器穩(wěn)定性。

儀器馬籠頭的改進(jìn)：原儀器的馬籠頭接線方式與其它馬籠頭不同，有六個(gè)電極環(huán)，且纜芯7不貫通，通過(guò)對(duì)該儀器和其它測(cè)井儀器馬籠頭接線傳輸方式的分析，改變組合測(cè)井儀上、下19芯的供電、測(cè)量定義，并設(shè)計(jì)制作新式馬籠頭，在不影響測(cè)井曲線質(zhì)量的前提下，馬籠頭電極系改進(jìn)為五個(gè)電極環(huán)，實(shí)現(xiàn)了馬籠頭功能合一，可以配接各種下井儀器。

儀器推靠器的改進(jìn)：原儀器推靠器推靠臂為聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，測(cè)井過(guò)程中儀器不居中時(shí)，尤其在斜井中測(cè)量時(shí)，微電極極板不能良好的貼靠井壁，造成微電極曲線及井徑曲線質(zhì)量較差，有時(shí)需要重新測(cè)量證實(shí)，測(cè)井時(shí)效降低。為解決該問(wèn)題，設(shè)計(jì)制作了專用扶正器，保證儀器居中測(cè)量，同時(shí)設(shè)計(jì)制作了新式推靠器，推靠臂為分動(dòng)設(shè)計(jì)，微電極極板可根據(jù)井壁情況自行微調(diào)方向，保證微電極極板良好貼靠井壁，提高了曲線質(zhì)量。

3 應(yīng)用

儀器改進(jìn)完成后，在濱648-斜39、牛35-斜19等井進(jìn)行下井試驗(yàn)，取得良好測(cè)井資料，測(cè)井時(shí)效獲得大幅提高，3112組合測(cè)井儀測(cè)井時(shí)效明顯高于老式綜合儀。同時(shí)試驗(yàn)成功后，共改進(jìn)完成10支儀器，避免了資源浪費(fèi)，節(jié)省了新儀器購(gòu)置成本。之后的6個(gè)月共完成400余口井測(cè)井施工，有效地縮短了鉆井完鉆時(shí)間，節(jié)約了勘探開(kāi)發(fā)成本；測(cè)井過(guò)程中儀器工作穩(wěn)定，測(cè)井資料符合《SY/T 5132-2012 石油測(cè)井原始資料質(zhì)量規(guī)范》要求，合格率100%。

3112組合測(cè)井儀的應(yīng)用，直接降低了測(cè)井施工時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了鉆井完鉆時(shí)間及油井開(kāi)發(fā)周期，降低勘探開(kāi)發(fā)成本，提高了生產(chǎn)效率和工作效率，同時(shí)由于降低了測(cè)井施工時(shí)間，使得測(cè)井小隊(duì)有充足的時(shí)間保養(yǎng)設(shè)備和儀器，進(jìn)一步提高了水平井、特殊疑難井的測(cè)井一次成功率，間接降低了儀器遇阻、遇卡等工程事故發(fā)生的概率，直接經(jīng)濟(jì)效益、間接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)該儀器的改進(jìn)使用，之前需要起下三趟儀器才能取全的測(cè)井曲線，現(xiàn)在只需一次即可完成，避免了頻繁上提下放儀器和更換儀器。另外，組合測(cè)井儀采用馬達(dá)推收模式，也解決了原先在使用綜合儀未炸開(kāi)井徑腿時(shí)需重復(fù)施工或炸開(kāi)井徑腿后就無(wú)法再下放儀器的弊端，可以輕松地測(cè)量重復(fù)測(cè)井曲線。在下一步工作中，將不斷的對(duì)儀器進(jìn)行改進(jìn)與完善，使該系列儀器能適應(yīng)各種復(fù)雜井況條件的施工。