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1239型双侧向测井仪器简介

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2004 年第 3 期 声学与电子工程 总第 75 期 341239 型双侧向测井仪器简介 陈海贵 1 吴建农 1 李占宁 2 ( 1 第七一五研究所 杭州 310012 ) ( 2 中石化西北分公司工程技术研究院 乌鲁木齐 830011 ) 摘要 本文简要介绍了 700 系统中 1239 型双侧向测井仪器的 组成和 主要优点 , 重点阐述了工作原理和电阻率计算模型。 关键词 双侧向测井仪 监督电极 电阻率 计算模型 1 概述 近几年来,国内各大油田大量引进 700 系统,因其性能良好,目前已成为测井领域的主要系统之一。 1239 型双侧向测井仪为5700 系统主要电 法测量仪器,它在原有 1229型双侧向基础上做了 重大 的改变设计, 从而大大 提高了仪器性能。 1239 型双侧向仪器采用多层屏蔽及恒功率、多反馈控制等新技术,提高了电阻率的测量范围及测量精度 。 测量范围扩大到 量精度提高到± 5%,有效地解决了原有仪器高、低电阻率 测量数据不一致的“双轨”现象;根据实际情况,深、浅侧向都有两种模式(浅标准模式 增强模式标准模式 格罗宁根模式供选择,对应探测深度分别为:普通双侧向仪器相比,更准确地反映了地层电阻率的变化。 1239 保留 了深、浅侧向标准模式,保证了仪器在普通井眼条件下的测井;对于大井眼、高矿化度井况条件,浅增强模式探测深度为 够较好地反映出地层侵入带信息;深格罗宁根模式不仅可校正格罗宁根效应,同时在套管口附近也能准确 地 测量出地层电阻率,克服了原 1229侧向仪器套管口附近提前归零现象。 2 仪器组成及工作原理 2 器组成 1239 型双侧向仪器由 1239子线路)和 1239极)两大部分组成。 1239子线路包括:± 15V 电源、逻辑和深参考、深侧向电流源驱动、浅参考、浅电流源驱动、电压前置放大、电流前置放大、相位检测和反馈控制、状态控制、电压平衡检验、频率选通混合放大电路等组成。 1239芯轴、电极等构成,电极呈对称状分布。具体仪器组成框图如图 1 所示 。 12391239239 1 1239 型双侧向仪器组成 2 . 2 工作原理 由于该仪器深、浅侧向各有两种不同的工作模式 ,工作原理也各不相同,下面分别进行介绍。 深侧标准模式工作时 , 深侧向电流源加在4#电极和 间, 深侧向电流返回回路。深电流源电流由主电极 1#、 4#及 5#流出,同时由 收返回。图 2 中,2#、 3#电极为主监督电极,它们应保持等电位以迫使主电流平行进入地层,避免沿井壁方向流动 ; 4#、 5#电极为辅监督电极 同样 也保持等电位以保证电流平行流入地层,从而增加了深侧向探测深度 。 2004 年第 3 期 声学与电子工程 总第 75 期 35图 2 深侧标准模式和浅侧增强模式 浅侧向增强模式工作时浅侧向电流源加在 5#、 6#电极之间, 6#电极为浅侧向电流返回回路。浅电流源电流由主电极 1#及 4#、 5#流出,同时由 6#电极接收返回。图 2 中, 2#、 3#电极为主监督电极,保持等电位以迫使主电流平行进入地层,避免沿井壁方向流动 ; 4#、 5#电极为辅监督电极,保持等电位保证电流平行流入地层。由于增加了一对辅监督电极,与标准浅侧向模式相比,大大增加了浅侧向探测深度。 深格罗宁根模式与深标准模式基本相同,只是回流电极由 为格罗宁根电极,由于该电极位于整个仪器串下端,这样处理较好地解决了深侧向提前归零现象,能准确地测出套管附近地层 的 真电阻率。 浅侧 标准模式工作示意图如图 3 所示。浅侧向电流源加在 4#、 5#电极之间,电流由 1#、4#电极流出, 5#电极接收返回, 2#、 3#电极为主监督。由于减少了一对辅监督电极,浅标准模式探测深度低于浅增强模式。 深、浅侧向共用同一组电极同时工作,主要是因为深、浅侧向采用了不同的工作频率,深侧向为 32侧向为 128者由不同的电路分别进行处理。 图 3 深侧标准模式和浅侧标准模式 3 电阻率 计算模型 1239 型侧向仪器深、浅侧向各有两种工作方式,两者可以任意组合。对于每种组合,深、浅侧向分别采样电流 和 电压值, 以模拟量方式传送给 3516 型脉冲编码仪,经 3516 编码后上传。地面系统数据处理简化公式为: Y= ( 1) 式中, A 为乘系数, B 为加系数, Y 为地层电阻率, X 为采样的电压 和 电流 的 比值,其中, A 和 B 值通过仪器刻度来确定。仪器刻度是指在模拟 的特定 测量环境条件下,用被测参数的标准信号对仪器进行标定,以便建立起测量信号与被测参数的对应关系。 1239 双侧向仪器采用零刻和正刻两种 采样电阻来标定 A 和 具体 做法 如下 。 零刻 时 通过 11900 Ù 电阻采样 ; 正刻 时 通过 电阻采样 。 采样的电流、 电压值分别代入公式 1,得出 *( +B ( 2) *( +B ( 3) 其中 D*11900Ùm, D* 的是深侧向电压、电流测量值,深侧向仪器常数, 它 将测量电阻转化为电阻率。 ( 下转第 4 3 页 ) 2004 年第 3 期 声学与电子工程 总第 75 期 43参考文献 [1] R J 1975, 12(5): 7 [2] . a 1974, 11(11): 52~61 [3] J 1974, 14:95~106 [4] 88by 5] B&K &K 1985 [6] 1978 [7] 陆渭林 . 水池数控坐标回转装置的研究与开发 . 声学与电子工程 , 2004,1:27~32 [8] 暴金生 , 周企樱 . 智能仪器设计基础 . 北京 : 机械工业出版社 , 1989(上接第 35 页) 因为电阻 R=E/I,电阻率 ñ=R*( A/L) = R* K 中 A( L(m)为一固定常数,故 K 也是一固定常数。对于深、浅侧向来说,探测深度、回流电极长度都不同,故 K 值也 不相同。在实际测井过程中,仪器测量值受井眼大小、泥浆电阻率、设备倾斜度等许多因素影响,因此, K 值的计算只能在特定条件下进行。这个特定条件是指井眼直径 ”、 ñt/ñm=100的 理想状态时( ñt 指地层电阻率, ñm 指泥浆电阻率),深侧向仪器常数 K=侧向仪器常数 K=过公式 2、公式3 计算可得出深侧向乘系数 A 和加系数 B 的具体值。测井时将采样值代入公式 1,即可实时计算出深侧向电阻率 ñD=A*( D) +B ( 4) 同样,根据上述描述,可推导出计算浅侧向电阻率 的三个公式: *( +B ( 5) *( +B ( 6) 式中, 浅侧向电压、电流值。( 5)、( 6)式可以计算出浅侧向乘系数 A、加系数 B。 ñs=A*( S) +B ( 7) 上述式中, 浅侧向电压、电流值,s*s* 4 结束语 本文简要介绍了 1239 型双侧向测井仪的组成、工作原理、特点以及电阻率的计算模型。目前,我所自行研制设计出了 1239电极系,该电极系采用国际先进技术 ,主体结构为芯轴、玻璃钢隔离套和不锈钢电极,利用平衡活塞缸进行压力补偿,不仅拆卸、维修方便,而且提高了抗腐蚀性和耐压强度,从而扩大了该仪器使用领域。在克拉玛依油田库尔勒分公司顺利完成了与 5700 地面系统的配接,并进行了 5800 多米深井的实井测试,经过实测曲线对比,仪器性能良好。 参考文献 [1] 1239 2] 冯启宁、郑学新 . 测井仪器原理 —电法测井仪器 石油大学出版社 , 1991
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