1503双感应八侧向测井仪操作规程.docx

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1503双感应八侧向测井仪操作规程

1503双感应—八侧向测井仪

概述

在普通电阻率测井和电流聚集测井中，要求泥浆是导电的。

如果泥浆不导电，则无法形成电流场，也就无法测量电位。

而在油田勘探开发过程中，为了取准油层的含气参数，往往需要用油基泥浆钻井，为了在油基泥浆中测井，因此提出了感应测井的方法。

1503双感应—八侧向仪器一次下井可测得四条曲线即：

深感应曲线，中感应曲线，八侧向曲线和自然电位曲线。

一、仪器的结构

1503双感应—八侧向仪器从外观上看分为2部分，即：

电子线路和线圈系。

电子线路包括：

八侧向电路，感应电路和公共电路—电源和换挡电路。

线圈系包括：

发射短节，发射及接收线圈和八侧向电极三部分。

二、1503双感应/八侧向的主要技术指标及工作环境

最高耐温：

204.44°C可工作1小时，162°C以上最多工作4小时

最高耐压：

137.89Mpa

直径：

85.7mm

长度：

7.23m

重量：

123.38kg

最大测速：

33m/min

记录点：

八侧向0.508m（底部向上）

中感应2.34m（底部向上）

中感应和自然电位3.34m（底部向上）

供电/80V，80—100A交流电

工作环境：

适用于井底电阻率达0.1cm以上的水基泥浆，油基泥浆，空气钻井的地层电阻率为0.2—100cm的砂泥裸眼井。

探测深度：

八侧向24—33cm中感应81cm

深感应163cm

动态范围：

深感应：

0.2—2000Ωm

八侧向：

1—1000Ωm

自然电位：

0—200mV

缆芯分配：

4、6供交流电180V80—100mA

1、5传八侧向信号

2、5传深感应信号

3、5传中感应信号

7传自然电位

1、5、10为状态，转换信号

三、1503双感应—八侧向的测量原理

1、感应测井仪的测量原理

感应测井仪是利用电磁感应原理测量地层电导率的测井方法，如下图所示：

图1双线圈系感应测井仪基本原理

当振荡器发出20kHz强度一定的交流信号时接收线圈它就会在地层中形成交变的电磁场，当我们把地层看成是由许许多多单元环组成时，这个交变的电磁场就会在地层单元环中产生感应电动势，从而在地层单元环中产生感应电流，这个感应的环电流又形成二次交变电磁场，在二次电磁作用下，接收线圈中产生感应电动势，这个信号与地层有关称为有用信号。

由发射线圈直接在接收线圈中产生的信号与地层无关称为无用信号，有用信号与发射电流相位差π即180º，无用信号与发射电流差

即90°。

首先利用线圈的绕制消除互感，最后通过相敏检波检出有用信号。

2、双感应测井仪器的原理框图，各部分的功能及分析

如图2所示：

（1）双感应共有11个线圈；3个发射线圈，3个深感应接收线圈，5个中感应接收线圈。

线圈系的绕制主要考虑又以下两点：

a、地层几何因子的影响，即考虑到径向探测深度和纵向分辨率；

b、考虑到如何抑制线圈之间的互感信号，即抑制无用信号。

（2）发射电路：

A、由振荡器，分频器，滤波器，前置放大器和功率放大输出耦合电路组成；

B、提供了三种信号：

图2双感应测井部分电路框图

a.给发射线圈提供一个20.05KHz，峰—峰值为125—140V，电流大约为0.35A的发射信号；

b.给深、中感应提供一个20.05kHz，峰—峰值为0.2V的参考信号；

c.给八侧向的斩波驱动电路提供一个1253Hz峰—峰值为0.5V的同步信号。

C、电路分析：

首先由±15V电源启动振荡器Ic1，值之产生40.1kHz的方波信号，送至IC2进行分频产生一个1253Hz八侧向所衷的同步信号，另一个由IC2的12脚输出一个20.05Hz方波信号，经C7耦合海波电路，经两级滤波后放大为峰—峰值为7.8V的近做正弦波信号，然后被送到方大器A1和功率放大器PA1经变压器下耦合到发射线圈。

并用C16进行调节使之与发射线圈达到并联共振。

由R14得到感应油井相检波器所需的电压，这个电压与发射电流是同相的。

（3）前置放大器

感应测井信号经输入变压器T21、T31、输入到放大器的同相端，变压器的开压比为8：

1，放大器A21、A31的增益为10，其反馈回路中接有正温度系数的热敏电阻，以便由于井下温度增高，接收信号减弱时以放大前置放大电路装在屏蔽盒内，以免信号小引起干扰；

（4）感应信号放大器和参考信号放大器

a、功能

1、放大20.05kHz的参考信号供相敏检波器使用；

2、提供内刻信号和测井零信号；

3、放大并检出感应测井的同相信号

b、电路分析

20kHz参考信号经R1送到放大电路，经A1放大，再经A2和A3放大，使其获得适当的幅度和相位后，经变压器T1耦合至相敏检波电路，在放大器A2和A3的输出端接有一个电阻一电位器网络以便产生内部刻度信号和测井零信号，电位器R17通过继电器提供内刻信号，送至放大器A6。

由零刻电位器R16来的信号与测井信号并联送至A6，调节R16以消除曲线圈系来的残余零信号偏置允许偏置在空气零和仪器零之间。

放大器A4、A5可进行相位调节，它们输出相差180º，由A6来测井信号被放大后耦合到T2初级，T2的次级把这两个信号送至相敏检波管Q1Q2，把20kHz的信号转变的直流。

（5）、相敏检波器

相敏检波原理：

在某一时刻，测井信号在T2次级感应出的信号电压，线圈上端为正，下端为负。

参考信号在T1次级感应出的以信号电压，也是上端正、下端负。

Q2正偏压，管子导通，电流从e1流向e2，并在电阻R27两端形成的电压降经L1、C13、L2，L3滤波后送往地面，这就是感应信号，在信号的下半个周期，T1、T2次级线圈感应电压极性与图1所来的相反。

此时Q1导通Q2截止，信号电流从Q1的e1流向e2，在R27上产生的电压降极性与上半周是相同的。

这样通过Q1、Q2的开关作用就把有用信号检出，经L1、C13滤波后，经扼流圈送到地面进行记录。

四、八侧向测井仪器原理

图3八侧向电极排列及电路框图

1、八侧向电极系由七个电极和仪器外壳组成

2、原理：

该仪器是按恒压方式工作的，测量时将已知的恒定电压加在1号电极上，将一个极性相同的辅助电压加在4号电极上。

4号电极上的电压可通过仪器电路自动、连续、快速地进行调节，使1号和4号电极间的电位差在测井过程中一直保持为零，这样就可以防止中心电极发出的电流沿井筒向上或向下流动，强迫电流侧向进入地层。

2号、3号电极用来监视1号和4号电极间是否存在电位差，如果1号与4号不是等电位，那么2号和3号电极就会出现电位差。

用这个电位差去控制4号电极的供电电路，使它与1号电极保持等电位。

3、八侧向部分工作原理及电路分析

（1）组成：

主供电Vo控制放大器和刻度电路

快速补偿放大器

测量信号放大器

斩波器驱动电路

A：

Vo控制放大器和刻度电路

电压输出放大器产生测井供电电流，经中心主电极发出经过地层后从远电极（仪器外壳）返回仪器，为保证有恒定的电压输出，从主电极引出一个电压信号经过变压器T106送入放大器电路，从而实现对电路增益的控制。

由于放大器A53输出相对恒定，A53经变压器T51来的信号。

然后每个1253Hz的信号经斩波器Q53、Q54整流成一个负电压，这个电压再与正15V电压的一部分叠加后的差值由A51放大，再经斩波器Q51和Q52，变为1253HZ的方波通过变压器T52，送至放大器A52和功率放大器PA51输出适当的信号至变村器T107，Vo放大器的电流被耦合至中心电极（1号电极），并经电容器组C107—C114和电阻R101送至底盘，从而送至由电子线路外壳构成的远处回路电极

B、快速补偿放大器

主要作用是提供给4号电极一个与1号电极电压极性相同的辅助电压信号，使其迫使主电流侧向进入地层。

辅助电压经放大器A21、A22、A23放大后，经变压器T21送至检波器Q3和Q4整流，滤波后的是个负的直流电压，它正比于电极2和3之间的压降IR；该电压又经Q5和Q6变为1253HZ的方波，这个直流电路的作用是要打开交流的闭合回路并得到较高的增益而不致发生振荡。

信号最后经放大器A24和功率放大器PAZ放大，以红色动输出变压器T103，屏流信号以同相位被耦合至1号电极后也被送至4号电极，通过电容器组C115—C122被送至远回路电极。

C、测井信号放大器

测井信号从串联在T107次级的0.1Ω电阻R101取出，经“测井一零一刻度”开关进入测井信号放大器。

信号经A3、A2、A1三级电压放大后，再经PA1功放，输入相敏检波电路，整流后变为直流信号，经1号、5号缆芯送到地面。

D、斩波驱动电路

把双感应测井20KHZ发射电路产生的频率为1250HZ，峰峰值0.5V的同步方波放大为10V方波，送到各个电路板中的检波电路中。

五、1503双感应——八侧向的刻度

1、环境要求：

将仪器置于3m高的木架上，并且周围10m内没有任何电导体。

2、仪器数值如下表：

单位：

mV

内零

测井零

内刻度

外刻度

电容

深感应

0±2

0±5

外刻值±5

450—550

31.5—38.5

中感应

0±2

0±5

外刻值±5

450—550

10.8—13.2

八侧向

比“测井零”高0—1

0—8

外刻值±5

450—550

无

3、刻度方法：

把仪器放在3m高的木架上，并且把刻度盘放在相应位置上，用面板给仪器供电并且把仪器置在测井状态，分别把刻度盘上的开关置于外刻、测井零及相位状态，看数值是否在范围之内，如数值不对调节相应的电位器然后仪器分别置内零、内刻档、看数值是否与外刻一致。

4、八侧向刻度

首先把八侧向刻度器按正常要求连接好。

先把仪器置于内零状态，记录数值应该在0—8mV

把仪器置于内刻状态，记录数值应该在450—550mV

把仪器置于测井状态：

把模拟盒分别打在

2Ω·m1101001000（Ω·m）

450—550mV1000100101（mV）

六、1503双感应—八侧向测井仪操作规程

1主题内容与适用范围

本标准规定了3700CLS系列的1503双感应—八侧向测井仪的配套设备、主要技术指标及基本操作方法。

本标准适用于3700CLS系列的1503双感应—八侧向测井仪的操作。

2引用标准

SY5132测井原始资料

Q/SL07143700系列裸眼井测井仪刻度与校验。

3配套装备

3.11503双感应—八侧向测井仪2支

3.2电缆头2支

3.3双感应刻度盘1个

3.4八侧向刻度盒及其连线1套

3.53700CLS计算机测井设备一套

4技术规范

4.1仪器技术性能

4.1.1工作温度：

204°C时正常工作1h；

162°C时正常工作4h。

4.1.2最大承受压力：

137.89Mpa。

4.1.3最大直径：

85.7mm。

4.1.4长度：

7.23m。

4.1.5测量点：

从仪器底部向上丈量508mm（八侧向）、2340mm（中感应）、3340mm（深感应和自然电位）。

4.1.6质量：

123.38kg。

4.1.7测量范围

八侧向：

1-1000Ω·m

中感应：

0.2-2000Ω·m

深感应：

0.2-2000Ω·m。

4.1.8测量线性范围：

1-100Ω·m。

4.1.9测量精度：

±2mS/m。

4.1.10稳定度：

±5%。

4.1.11灵敏度：

±2mS/m。

4.1.12探测深度

八侧向：

24cm（Rt/Rm=100）

33cm（Rt/Rm=10）

中感应：

81cm；

深感应：

163cm。

4.2仪器工作环境

4.2.1适用于低矿化度泥浆钻穿的裸眼井。

4.2.2适用井径：

最小114.3mm（4.5in）；

最大406.4mm（16in）。

4.3最大测速：

33m/min。

4.4使用七芯电缆，分配情况如下

4#与6#：

供交流电；

1#与5#：

八侧向；

2#与5#：

深感应；

3#与5#：

中感应；

7#：

自然电位；

1#、5#与10#：

控制井下仪器的“CAL（刻度）—ZERO（零）—LOG（测井）”状态开关。

4.5使用电源：

在电缆头供180V，60Hz，80-100mA交流电。

4.6测井胶片及磁带记录曲线见下表：

磁带记录曲线

胶片记录曲线

RFOC（八侧向）

RFOC

RILD（深感应）

RILD

RILM（中感应）

RILM

TEN（电缆张力变化）

TEN

SPD（测井速度）

SPD

SP（自然电位）

SP

5下井仪器的车间主刻度和主校验（至少每月做一次）

5.1仪器连接与供电

5.1.1刻度场地应干燥，周围10米内不能有导体，电缆应在刻度范围以外，八侧向刻度盒及边线先不连接。

5.1.2将电子线路和线圈系连接起来，上紧接接箍，用跨接线将电缆头与仪器连接起来。

5.1.3将仪器放到木质刻度架上，再把感应刻度盘套在仪器上，放于深感应刻度标志线上，保证刻度盘与仪器垂直同心。

如图4所示：

图4下井仪器车间主刻度和主校验示意图

5.1.4用2061交流电源面板给下井仪供电，用万用表在跨接线4#与6#插孔测量电缆头电压为交流180V。

此时2061面板上的电流表读数应为80-100mA，记下此时2061面板上电流表和电压表读数。

5.1.5按3765面板上的“LOG”按钮，再次使下井仪器处于测井（LOG）状态。

5.2车间主刻度的操作

5.2.1刻度仪器之前，应首先对仪器进行调整，使内、外刻电压在Q/SL0714规定的允许误差内。

5.2.2仪器供电预热30min后，进入刻度子程序，对仪器做到主刻度刻度。

5.2.3计算机响应“TOOLZERO:

CILD？

”后，将感应刻度盘置于深感应刻度标志线上，去掉连接刻度盘上“CILD”和“COM”插孔的短路线，从TTY输入“0.5”。

5.2.4计算机响应出的深感应零电位应在-5-5mV范围内。

5.2.5接通刻度盘上“CILD”和“COM”插孔的短路线。

5.2.6计算机响应出“TOOLCAL:

CILD”后，从TTY输入“500”。

5.2.7计算机响应出的深感应刻度电压应在450-550mV范围内。

5.2.8将刻度盘移到中感应刻度标志线上，去掉接通刻度盘上“CILD”和“COM”插孔的短路线。

5.2.9计算机响应出“TOOLZERO:

CILM”后，从TTY输入“0.5”。

5.2.10计算机响应出的中感应零电位应在-5-5mV范围内。

5.2.11接通刻度盘上“CILM”和“COM”插孔的短路线。

5.2.12计算机响应出“TOOLCAL:

CILM”后，从TTY输入“500”。

5.2.13计算机响应出的中感应刻度电压应在450-550mV范围内。

5.2.14计算机响应出中感应刻度电压后，按图1连接八侧向刻度盒连线，将八侧向中心电极连线插头插入刻度盒上1000Ω·m插孔内。

5.2.15计算机响应出“TOOLZERO:

CFOC”后，从TTY输入“1”。

5.2.16计算机响应出的八侧向零电压应在0-8mV范围内。

5.2.17将八侧向中心电极连线插头插入刻度盒上2Ω·m插孔内。

5.2.18计算机响应出“TOOLZERO:

CFOC”后，从TTY输入“500”。

5.2.19计算机响应出的八侧向刻度电压应在450-550mV范围内。

5.2.20计算机响应出的六个刻度电压如有一个不在给定的范围内，应将仪器送回车间重新维修保养。

5.3车间主校验

5.3.1必须在做完主刻度后立即做主校验。

5.3.2从TTY输入“VERI”命令，进入校验子程序，选择“P”对仪器做主校验，

5.3.3在校验子程序响应“CILDTOOLZEROSET?

”后,按3765面板上的“ZERO”按钮一次，使仪器转换到“内零”状态，等待20s后，从TTY输入“Y”。

5.3.4计算机响应出的深感应“内零”电压应大于深感应“测井零”电压0-1mV。

5.3.5在校验子程序响应“CILMTOOLZEROSET?

”后，从TTY输入“Y”。

5.3.6计算机响应出的中感应“内零”电压应大于中感应“测井零”电压0-1mV。

5.3.7在校验子程序响应“CFOCTOOLZEROSET?

”后，从TTY输入“Y”。

5.3.8计算机响应出的八侧向“内零”电压应为八侧向刻度盒1000Ω·m，电压为±0.5mV。

5.3.9在校验子程序响应“CILDTOOLCALSET?

”后,按3765面板上的“CAL”按钮一次，使仪器转换到“内刻度”状态，等待20s后，从TTY输入“Y”。

5.3.10计算机响应出的深感应“内刻度”电压应为深感应“测井刻度”电压±5mV。

5.3.11在校验子程序响应“CILMTOOLCALSET?

”后,从TTY输入“Y”。

5.3.12计算机响应出的中感应“内刻度”电压应为中感应“测井刻度”电压±5mV。

5.3.13在校验子程序响应“CFOCTOOLCALSET?

”后,从TTY输入“Y”。

5.3.14计算机响应出的八侧向“内刻度”电压应为八侧向刻度盒2Ω·m，电压为±5mV。

5.3.15计算机响应的六个内刻度电压和主刻度时的六个电压比较，如有一个不在给定的范围内，应对仪器重新进行调整。

符合要求后，再重新刻度。

5.4运行“CALMGT”程序，将刻度结果存于磁带上。

6井场仪器连接、刻度和测前校验结果检查

6.1将电子线路和线圈系连接起来，上紧连接箍，用跨接线将电缆头与仪器连接起来。

6.2用2061交流电源面板给下井仪供电，用万用表在跨接线4#与6#插孔测量电缆头电压应为交流180V。

此时2061面板上的交流电流表读数应为80-100mA，记下此时2061面板上电流表和电压表读数。

6.3井场刻度

进入刻度子程序后，在回答计算机提问“PRIMARY（Y/N）？

”时，从TTY打入“N”（不做主刻度），将车间刻度和主校验从磁盘调入计算机内存，并打印刻度表。

6.4下井之前的测前校验检查

6.4.1进入校验子程序，选择“B”，对仪器做测前校验检查。

6.4.2重复5.3.3-5.3.14条，确认仪器工作正常后，下井测井。

7下井、测前校验、测量和测后校验

7.1测量前的准备

7.1.1装上测井胶片，按3760绘图仪自走纸按钮一次，检查胶片运行情况，上好切纸刀。

7.1.2将装有写环的空磁带装在“85”磁带机上，并走到“BOT”位置，使磁带机与计算机联机。

7.1.3在计算机等待状态下，从“TTY”输入“STAT”命令，检查记录在胶片上的曲线位置、比例尺、延迟、曲线种类等是否合适，并用附录A的命令做必要的修改。

7.1.4用“？

MAG”命令检查绘图仪分配情况，并用“AMAG”命令做必要的修改。

7.1.5特殊情况下，用“PRESS”命令设定合适的测井深度比例尺。

7.2仪器下井

7.2.1关闭下井仪电源，拆掉跨接线，将电缆头和仪器直接连接起来，上紧接连箍，保证牢固可靠。

7.2.2仪器放入井中，当八侧向测量点对准井口时，绞车面板和3752信号采集面板的深度计数器清零，开始深度记数。

7.2.3以绞车倒档的均匀速度（不大于80m/min）下放仪器，绞车操作员必须严密监视指重仪，观察仪器运行情况，如果仪器遇阻立即停车，上提100m后再下放仪器。

如果三次都下不去，应与井队队长讨论，采取通钻、处理泥浆等措施后进行测井，决不允许硬冲下去。

7.2.4仪器下出套管后，用2061交流电源面板给下井仪供电，直到2061面板上的电流表和电压表的显示与6.2条相同。

7.2.5按3765接线面板的“LOG”按钮一次，观察“CRT”显示的测井曲线，监视运行情况，协助绞车操作员监视仪器遇阻。

7.2.6在仪器下放过程中，通过“CRT”观察SP（自然电位）曲线的基线位置（泥层岩读数），调3752面板上的“BIASE”按钮，使“SP”基线在70-80mV位置。

7.3测前校验

7.3.1当仪器下到测量井段以上100m（在测量井段要求到套管时，应下出套管100m）处，重复6.4.1，5.3.3，5.3.5，5.3.7，5.3.6，5.3.11，5.3.13各条。

7.3.2当计算机响应出“RESET（Y/N）？

”后，按下列方法选择回答“Y”或“N”：

a.如果响应出的六个内刻度电压值有一个不在给定的范围内（见7.3.3条）；输入“Y”。

b.如果响应出的六个内刻度电压值有一个不在给定的范围内输入“N”，并重复7.3.1，7.3.2条，直到正确。

7.3.3测前校验和主校验比较，仪器输出测井信号电压低值允许误差为±1mV，高值允许误差为±5mV。

7.4重复曲线测量

7.4.1仪器下到测量井段，首先在上部测量50m重复曲线。

7.4.2到达井段后，以4m/min速度提升电缆。

7.4.3按3765面板上的“LOG”按钮一次。

7.4.4在等待状态下输入“RECO”

7.4.5“CRT”曲线显示清屏后，加快电缆提升速度，但最大测速不能超过33m/min。

7.4.6测量满50m后，输入“STOP”，停止重复曲线的测量。

7.5正式曲线的测量

7.5.1继续以80m/min的速度下放仪器，直到下到井底遇阻，确信离钻井井底深度少于15m，才能上提测量。

7.5.2重复7.4.2-7.4.5条

7.5.3测井过程中，绞车操作员严密监视指重计，及时发现遇卡，采取措施解卡，绝不能拉掉仪器。

如果卡死，采用穿芯打捞仪器。

7.5.4操作员精心观察曲线、示波器、电流表和其他指示灯，发现异常，采取措施解决。

7.5.5测井过程中，发现曲线异常或可疑井段应重复测量。

7.5.6两次测量的衔接处要测重叠曲线，长度不少于25m，至少重复出一个深度码或变化明显的峰,以便接图。

7.5.7正式曲线测量完后，输入“STOP”命令，停止曲线记录。

7.6测后校验

7.6.1在做测前校验的井深处做测后校验。

7.6.2进入校验子程序，选择A。

7.6.3重复5.3.3-5.3.14条。

7.6.4测后校验与测前校验及主校验比较，测井工程低值允许误差为±2mS/m，测井工程高值允许误差为±25mS/m。

7.6.5输入“TSUMDIFL”命令打印刻度表。

7.6.6输入“PCAL”命令，将刻度表记录到测井胶片上。

7.6.7关闭下井仪电源，仪器起出井口。

七、仪器常见故障及排除方法

11503双感应—八侧向仪器供电电流大。

分析：

（1）用500型万用表×10k档测量仪器上端28芯母插头4#、6#与仪器外壳及其他芯之间的绝缘是否为∞，否则维修相应的部件。

（2）检查±15V稳压电源是否正常，若不正常请检查相应元器件。

（3）检查发射电路板及其他电路板中的功率元器件是否损坏，更换相应元器件。

2下井仪器无供电电流

分析：

用万用表检查4、6之间的阻值，如为无穷大说明变压器初级断路或28芯母插头断开。

3测井过程中，深或中感应信号跳。

分析：

（1）深或中感应线路上电感管脚虚焊；

（2）发射短节中，20kHz输出板上的电容松动；

（3）线圈系中有无虚焊处；

（4）接收线圈输出端和进入线路引线端是否虚焊。

4测井过程中，深、中感应信号高阻上不去。

分析：

（1）测井零值比较高，应调测井零电位器使它为0。

（2）测井值偏大，超出范