唐宇霖，唐金波，劉先平，嵇成高，胡文才，楊 波

（中國(guó)石油測(cè)井有限公司天津分公司，天津 300280）

0 引言

自然電位測(cè)井是裸眼常規(guī)測(cè)井中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其測(cè)井曲線可以判斷巖性、確定滲透層、求取地層水電阻率、估算地層泥質(zhì)含量及判斷水淹層等[1-2]，自然電位測(cè)井被認(rèn)為是簡(jiǎn)單穩(wěn)定的測(cè)井項(xiàng)目，且在測(cè)井理論和處理方法上容易理解和實(shí)施[3]。但Eclips-5700 測(cè)井系統(tǒng)在自然電位測(cè)井時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)基線不穩(wěn)、數(shù)值異常、與其他測(cè)井曲線相關(guān)性差等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)各測(cè)井施工單位為解決該問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究工作，但實(shí)施效果或經(jīng)濟(jì)性及施工時(shí)效性仍有不盡人意之處。因此，通過(guò)對(duì)Eclips-5700 測(cè)井系統(tǒng)自然電位測(cè)量系統(tǒng)及信號(hào)流程解析，找出該系統(tǒng)產(chǎn)生自然電位測(cè)量問(wèn)題的原因并提出解決措施。

1 自然電位測(cè)井簡(jiǎn)介

自然電位測(cè)井系統(tǒng)通常由井下測(cè)量電極、參考電極、信號(hào)測(cè)量單元組成[4]。常用的井下測(cè)量電極包括馬龍頭電極、雙感應(yīng)八側(cè)向自然電位測(cè)量環(huán)、高分辨率陣列感應(yīng)自然電位測(cè)量環(huán)、側(cè)向加長(zhǎng)電極自然電位測(cè)量環(huán)等；參考電極一般采用穩(wěn)定金屬制作的電極棒，測(cè)井時(shí)置于不易受干擾且與大地接觸良好的地面上；信號(hào)測(cè)量單元通常由隔離放大、有源低通濾波、信號(hào)輸出等部分組成。Eclips-5700 測(cè)井系統(tǒng)的自然電位測(cè)量電極一般使用高分辨率陣列感應(yīng)上的自然電位測(cè)量環(huán)或側(cè)向加長(zhǎng)電極上的自然電位測(cè)量環(huán)，參考電極因測(cè)量方式不同分別使用地面電極或電纜外皮，信號(hào)測(cè)量單元可根據(jù)測(cè)量方式的不同采用地面系統(tǒng)的SP通道或遙測(cè)短節(jié)的信號(hào)處理單元。

2 影響因素分析與驗(yàn)證

在利用Eclips-5700 測(cè)井系統(tǒng)進(jìn)行自然電位測(cè)井時(shí)，在部分井中會(huì)出現(xiàn)自然電位曲線基線不穩(wěn)、數(shù)值異常（圖1）、與其他測(cè)井曲線相關(guān)性差等問(wèn)題。而分析驗(yàn)證這些影響因素，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵要素。

在雙側(cè)向測(cè)量項(xiàng)目中，自然電位測(cè)量電極為側(cè)向加長(zhǎng)電極上的自然電位測(cè)量環(huán)，參考點(diǎn)是電纜外皮。只能測(cè)1 條SP-BRDH曲線。與側(cè)向并測(cè)的自然電位曲線出現(xiàn)基線嚴(yán)重漂移、數(shù)值異常時(shí)，如將加長(zhǎng)電極的自然電位測(cè)量環(huán)直接接入電纜7#纜芯，由地面系統(tǒng)采集SP 曲線，問(wèn)題將消失。

與高分辨率陣列感應(yīng)并測(cè)自然電位時(shí)，可以測(cè)量SP-SPDH自然電位曲線。測(cè)量電極為陣列感應(yīng)尾部的自然電位測(cè)量環(huán)，參考電極分別為地面電極和電纜外皮。在與高分辨率陣列感應(yīng)同時(shí)測(cè)量的SP 曲線在部分井中會(huì)出現(xiàn)數(shù)值異常、地層分辨率低等問(wèn)題。分析高分辨率陣列感應(yīng)自然電位測(cè)量環(huán)的結(jié)構(gòu)可知，該測(cè)量環(huán)采用不銹鋼材料，距儀器連接環(huán)金屬外殼40 cm。由于自然電位測(cè)量環(huán)與儀器連接環(huán)金屬材料不同且相距較近，其各自電極電位亦不相同，其間會(huì)產(chǎn)生相互影響。另外由于測(cè)量環(huán)與高分辨率陣列感應(yīng)1515MA 線路連接環(huán)金屬相距較近，也會(huì)對(duì)SP曲線產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其地層分辨率變低。

3 處理方案

對(duì)Eclips-5700 測(cè)井系統(tǒng)自然電位測(cè)量電極影響因素分析與驗(yàn)證結(jié)果認(rèn)為，在與側(cè)向并測(cè)自然電位時(shí)，纜皮電位不穩(wěn)是影響SP 曲線質(zhì)量的主要因素；在與高分辨率感應(yīng)并測(cè)自然電位時(shí)，自然電位測(cè)量環(huán)的材料和設(shè)計(jì)位置是影響SP 曲線質(zhì)量的主要因素。

3.1 測(cè)量纜皮電位曲線

在進(jìn)行側(cè)向組合并測(cè)自然電位時(shí)，在地面將10#纜芯接入地面系統(tǒng)自然電位測(cè)量通道，在3514 進(jìn)行SPDH 測(cè)量的同時(shí)進(jìn)行SP 測(cè)量。在實(shí)時(shí)測(cè)井完成后，利用測(cè)后處理程序，將SPDH 曲線測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與SP 曲線測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)相減，可消除纜皮電位不穩(wěn)造成的干擾。

3.2 定制專(zhuān)用自然電位測(cè)量短節(jié)

使用與雙側(cè)向同樣的硬電極材料，制作自然電位測(cè)量短節(jié)。采用短節(jié)玻璃鋼，自然電位測(cè)量電極置于玻璃鋼中間位置，上下插頭插座1#～7#芯以及10#芯對(duì)應(yīng)相通，將自然電位測(cè)量環(huán)引線連接至下插頭7#和8#芯。在進(jìn)行非側(cè)向儀器組合不使用MODE7 模式傳輸信號(hào)的情況下，將專(zhuān)用自然電位測(cè)量短節(jié)安裝于儀器最上部，其兩端加裝扶正器防止摩擦電位干擾。測(cè)井前，由操作工程師設(shè)置地面控制菜單“SP SOURCE CONTROL”，選擇“BRlDLE”設(shè)置，這樣就可測(cè)量符合質(zhì)量要求的SP 及SPDH曲線。

4 結(jié)語(yǔ)

圖1 SP 曲線基線不穩(wěn)、數(shù)值異常

自然電位測(cè)量電極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工容易，但在測(cè)量過(guò)程中其測(cè)量信號(hào)會(huì)受到多種因素的影響。通過(guò)對(duì)Eclips-5700 自然電位測(cè)井影響因素的驗(yàn)證分析，找出影響該系統(tǒng)產(chǎn)生自然電位測(cè)量質(zhì)量問(wèn)題的主要原因，并針對(duì)性的提出解決方案。了解自然電位測(cè)井的影響因素，對(duì)于規(guī)范自然電位測(cè)井的施工環(huán)境、自然電位測(cè)量電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、自然電位測(cè)量方式的選取都有著重要的意義，同時(shí)也為制定現(xiàn)場(chǎng)自然電位測(cè)井的質(zhì)量控制措施提供重要依據(jù)。