高溫井徑伽馬磁定位組合測井儀在冀東油田的應用

劉大鵬

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司　黑龍江　大慶　163311)

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高溫井徑伽馬磁定位組合測井儀在冀東油田的應用

劉大鵬

(大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司黑龍江大慶163311)

摘要：多臂井徑成像測井儀是用來評價套損、檢測射孔質量和檢測套管狀況的儀器。兩次起下儀器增加勞動強度，設計一種伽馬磁定位儀器，組合多臂井徑儀器，一次下井完成井徑、伽馬和磁定位信號的錄取。儀器研制完成后，在大慶油田進行了現場試驗，儀器能在150℃/80 MPa下穩定、可靠地工作。在冀東油田完成10口井的生產任務，能準確地測量套管腐蝕變形程度。該儀器能為監測套管的狀況，延長油水井的使用壽命，提供詳實可靠的資料。

關鍵詞：井徑伽馬磁定位組合測井儀；套管檢測；射孔檢測；校深

0引言

MAC系列多臂井徑成像測井儀在大慶油田得到了廣泛的應用，儀器采用磁記號校深，測井過程中由于電纜伸長的客觀影響，校深存在誤差。特別在測試深井時必須進行伽馬磁定位校深。目前獲此參數需要二次下井錄取，增加了勞動強度。所以，設計一種伽馬磁定位儀器，用來組合多臂井徑儀器，一次下井完成井徑、伽馬和磁定位信號的錄取。儀器能在150℃/80 MPa下穩定的、可靠的工作，滿足冀東油田的測試需求。

1儀器結構和工作原理

1.1組合儀結構

井徑伽馬磁定位組合測井儀上面為伽馬磁定位測井短節，下面為井徑測井短節。兩種儀器可以組合使用,也可以單獨使用，組合儀的結構示意圖如圖1所示。

圖1　組合儀的結構示意圖

1.2組合原理

多臂井徑儀器的輸出信號為曼碼，波特率為11.4 kb/s。伽馬磁定位儀中的信號處理電路將井徑儀輸出的曼碼信號采集處理為方波信號，方波信號作為伽馬磁定位儀的中斷信號，當方波信號為下降沿時，單片機產生中斷，此時單片機將采集的伽馬和磁定位信號編碼，通過曼碼信號合成電路合成曼碼，再通過曼碼信號控制電路上傳總線[1]。電原理框圖如圖2所示。

圖2　組合儀電原理圖

2儀器高溫實現的技術關鍵

兩種曼碼信號的合成有兩個關鍵技術：1) 伽馬磁定位儀器中斷信號的產生；2) 兩種曼碼信號間的信號干擾。

2.1伽馬磁定位儀器中斷信號的產生

伽馬磁定位電路通過電容耦合，得到如圖3所示的曼碼信號，經過濾波、射級跟隨電路和鉗位等電路處理成如圖4所示的方波信號。

圖3　井徑曼碼信號示意圖

74ls123為兩個可重復觸發的單穩態觸發器，耐溫150℃，它的輸出脈沖寬度TWQ可通過選擇外定時元件CEXT和REXT值來確定脈沖寬度。井徑儀器曼碼間信號寬度在70 μs左右，通過調整CEXT和REXT的參數，使輸出脈沖寬度在0.5 ms，這樣保證整個儀器輸出的曼碼信號產生的方波信號一直為高電平，直到每楨曼碼信號的最后一個脈沖信號結束在延遲0.5 ms[2]。這樣就得到了伽馬磁定位儀器單片機中斷所需要的信號，如圖5所示。

圖5伽馬磁定位儀中斷信號示意圖

2.2兩種曼碼信號間干擾問題的解決

井徑測井儀和伽馬磁定位測井儀功率驅動電路都是芯片HI5002，且和電纜總線間都通過電容耦合方式，這樣存在電流互相倒灌，使儀器電流增大、功率增加，導致儀器無法在高溫環境下穩定可靠的工作。解決的方法是設計一種曼碼信號控制電路，在井徑信號傳輸時，伽馬磁定位儀器的信號輸出被禁止，同時在伽馬磁定位儀器信號輸出時，井徑儀器信號被禁止。這樣保證儀器穩定可靠的工作。

Teledyne relays H412為雙刀雙擲高溫磁保持繼電器，能在200℃高溫環境下穩定工作[3]，該電路選用三級管2N2222作為繼電器的驅動。圖6是應用繼電器teledyne relays H412設計的曼碼控制信號電路的簡化圖。井徑信號輸出時，伽馬信號被禁止上傳，伽馬磁定位信號輸出時，井徑信號禁止輸出。

圖6　曼碼控制信號電路簡化圖

儀器在電路設計上盡量降低功率損耗，集成電路、電阻和電容等都選用高溫元器件，保證儀器在高溫環境下穩定可靠工作。

3在冀東油田的應用

儀器完成研制后，在大慶油田進行了現場試驗，在冀東油田進行了15口井的生產測試。圖7為高-XX井壓裂前40臂井徑測井資料曲線圖的一段，該井井底3 812m，從圖7可以看出該井射孔層段在3 682～3 685 m、3 691～3 694 m和3 700～3 710 m處。該井壓裂后使用井徑伽馬磁定位組合儀器進行測井，曲線圖如圖8所示，可以看出，射孔孔眼明顯變大[4]。

壓裂前測試時，先使用伽馬磁定位儀器測量伽馬和磁定位信號，然后再測量40臂井徑信號。壓裂后組合儀器一次下井即可錄取40井徑、伽馬和磁定位信號，單井節約4h測井時間，降低了勞動強度，提高了工作效率。組合儀器得到測井班組的好評，測井資料得到冀東油田地質大隊的認可[5]。

圖7　高-XX井壓裂前的40臂井徑測井資料曲線圖

圖8　高-XX井壓裂后的40臂井徑測井資料曲線圖

4結束語

高溫井徑伽馬磁定位組合測井儀可組合使用也可單獨使用，且能自動識別16臂儀器和40臂儀器。該儀器一次下井可同時錄取井徑、伽馬、磁定位等信號。保證了MAC多臂井徑成像測井儀在校深(尤其是深井)方面將更加準確且提高測井時效。該儀器能在150℃、80 MPa下穩定可靠的工作，在冀東油田的成功應用，提高了測試分公司在大慶油田以外測井市場的競爭力。

參 考 文 獻

[1] 梁忠明.井徑伽馬磁定位組合測井儀的研制[J].石油儀器，2013,27(3):41-42.

[2] 王全宇.可重復觸發單穩態觸發器在檢測電路中的應用[J].自動化與儀器儀表，2011,31(3):100-101.

[3] 翟國富，王其亞，程賢科，等.常溫和高溫環境電磁繼電器觸點侵蝕及失效模式分析[J].電工技術學報，2010,25(9):80-86.

[4] 劉樹峰.DCTS-43電磁探傷和MAC40臂測井儀在吉林油田的應用[J].石油儀器 2012,26(1):42-44.

[5] 喬賀堂.生產測井原理及資料解釋[M].北京: 石油工業出版社.1992.

Application of High Temperature Caliper-gamma-CCL Logging Tools to Jidong Oilfield

LIU Dapeng

(Logging&TestingServicesCompanyofDaqingOilfieldCompanyLtd.，Daqing，Heilongjiang163311，China)

Abstract：The multi-arm caliper imaging logging tool is used to evaluate the casing damage, detect the quality of the perforation and the casing. Since the two-time lifting and lowering of the tool can increase the intensity of labor, a type of gamma-CCL tool is designed to be combined with multi-arm caliper instrument. Hence one-time lowering of the tool could complete the extraction of well diameter, gamma and CCL signal. After the completion of the instrument, field experiments are carried out in Daqing oil field. It has been proved that the instrument can work stably and reliably under 150 /80MPa. The production taskes of 10 wells in Jidong oilfield show the new instrument can accurately measure the casing corrosion and deformation degree. It can provide detailed and reliable basis for monitoring casing conditions and prolonging the service life of the oil wells.

Key words：caliper-gamma-CCL logging tool; casing detection; perforation detection; depth correction

(收稿日期：2015-11-20編輯：高紅霞)

中圖法分類號：P631.8+1

文獻標識碼：A

文章編號：2096-0077(2016)02-0057-03

第一作者簡介：劉大鵬，男，工程師，2011 年畢業于佳木斯大學計算機科學與技術專業，目前在大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司，從事生產測井儀器的研發與制造工作。E-mail:yqc-1zm@163.com

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