PSSL全能譜測井儀匹配測井電纜調試方法

張亮，朱明君(中石化華東石油工程有限公司測井分公司，江蘇 揚州 225000)

1 PSSL全能譜測井儀使用特點

PSSL全能譜測井儀器是一種多功能組合測井儀，主要用于油田對剩余油和殘余油飽和度測量，儀器由兩大部分構成，一部分是地面系統，一部分是井下儀器。PSSL儀器井下部分主要由兩個短節構成，一是遙測短節，二是探測發射短節。最上端還設計了兩種轉換短接，一種可以轉換成外徑38 mm的單芯馬龍頭連接頭，另一種是可轉換成配接多芯電纜的馬龍頭連接頭。

PSSL全能譜測井儀器一次下井可以同時測量多種地層參數C/O、C/H、∑、活化氧等，這些參數的測量精度接近該儀器單獨的CO模式或者NLL模式，多參數交互解釋，多尺度數據融合產生一個可綜合反映含油飽和度變化的曲線，從而提高剩余油飽和度測量精度，此外PSSL全能譜測井儀器采用碳氧原子比法大大提高油水的識別能力。

2 PSSL全能譜測井儀通訊原理

PSSL全能譜測井儀由通訊板卡上傳數據解碼電路，下發指令編碼電路以及DSP和FPGA組成，編碼方式為AHAMI碼，雙半工通訊。上傳的50 K信號先由電容隔直，然后經過模擬開關分離開下發的指令，通過軟件調節信號增益sigvn，然后通過2 級均衡把經過電纜后變形的信號還原。均衡后的信號再通過比較器，根據信號的幅度和反沖的波形的幅度調節比較器的門檻從而得到有效的信號，經過FPGA邏輯處理后送給DSP做綜合處理。DSP產生的下發指令經過FPGA 邏輯處理后輸出兩路交替脈沖信號，信號經運算放大器擬合成AHAMI 碼，信號頻率為5 K，高電平為10 V，低電平為-10 V，基線為0 V。

3 PSSL全能譜測井儀與電纜配接的影響因素

PSSL全能譜測井儀地面系統過電纜與井下儀器配接是整個測井環節中最重要以及最復雜的環節，配接效果的好壞直接影響到儀器的通訊效果，決定測井成敗。PSSL全能譜測井儀地面系統與井下儀器采用雙半工通訊方式，地面系統既要采集井下儀器傳輸上來的數據，同時還要給井下儀器發送指令，傳輸數據量大，儀器配接區間范圍較小，問題主要在井下儀器的驅動能力、電纜性能、地面儀器接受和辨別信號的能力三個方面，以電纜性能的影響最為嚴重。測井電纜型號有多種，既有國產單芯電纜，也有進口單芯電纜和七芯電纜，有高防硫電纜，也有低防硫電纜，其本身傳輸性能、阻抗、分布電容等電纜參數差別較大，對信號的衰減作用也各不相同，同時電纜中還存在分布電容，外部干擾可通過其耦合到單芯電纜中，通過電容越大信號的要求頻率越低，這樣進入電纜的干擾越大，如電纜存在連接點，配接難度更加加大。

4 PSSL全能譜測井儀配接測井電纜方法

PSSL全能譜測井儀與電纜的通訊主要依靠專用通訊板卡，測井時需將板卡直接插上或者通過轉接板連接，該板可以配接30～120 Ω的單芯電纜和不同阻值的多芯電纜，并且保持很低的誤碼率，有效地保證測井數據的完整性。板上帶有多個信號測試端，可以方便觀察通訊相關波形，另外板上有四個通訊狀態指示燈，能直觀的反應地面系統和井下儀器的通訊狀態。

由于PSSL全能譜測井儀單遙傳短節上傳信號量較小，所以PSSL全譜測井儀配接電纜總原則是先配接單遙傳短節，通過調節參數，地面系統找到遙傳短節后，再接采集中子管配接，此時只需要微調參數就可以完成整套儀器配接電纜工作。當全能譜測井地面系統找到井下儀遙傳短節時，使用示波器觀察地面系統TP2波形即均衡后的信號，顯示如圖1所示，此時波形反沖較小，正負脈沖信號大小在15 V左右；通過地面軟件查找儀器，能夠找到0、1、99號儀器；此時通訊板卡上糾錯燈、誤碼燈滅，模式燈與下發命令燈常亮，如圖2所示。

PSSL全譜測井儀器調節電纜匹配的方法有多種。通過多種方法的組合，基本可以克服測井電纜有接頭、電纜老舊結合等不利因素，達到理想的配接效果。

圖1 理想的信號波形

圖2 通訊板卡

4.1 通過測井軟件調節電纜匹配

PSSL全能譜測井操作軟件提供一輔助界面窗口，通過調節信號門檻值sigvn、信號增益siggain、均衡增益eqgain的值，可以得到較好的波形，保持正常的通訊。信號增益siggian可調范圍為0、1、2、3四檔，常規的5 000 m 11.8 mm電纜，一般選擇1擋。均衡增益eqgain可調范圍為0～255，該參數的調節需要根據示波器觀察波形和地面通訊指示燈來綜合調節，5 000 m 11.8 mm電纜通常設置在100～110。均衡增益可調范圍為0～255，共256個檔位，256個檔位為線性關系，此參數主要目的是消除無用信號和反沖的影響，保證只接受有用信號，范圍通常設置在50～65之間。

調節參數的值是否合適，主要參考的是全能譜測井地面系統前面板上TP2輸出的波形信號，該信號為均衡后的信號，對應的是地面板卡上面的EQ_SIG 測試環，解碼是否正確，有無誤碼取決于該信號波形的好壞。使用示波器接入TP2插孔，觀察波形，如果波形整體幅度較大，則降低信號增益的檔位，如果波形反沖信號較大，則降低均衡增益值，壓制反沖信號，直至調整到理想的波形，使用地面系統查找儀器，能夠找到0、1、99號儀器[1]。

4.2 調節通訊板卡電位器

通訊板卡內部設計有一電位器旋鈕，相當于粗調電阻旋鈕。當調節軟件參數至極限狀態，示波器顯示波形依然有大反沖波形導致井下儀器通訊失敗時，此時信號波形如圖3所示，可以手動轉動該旋鈕，調節該旋鈕可以較明顯壓制反沖波形，使波形達到理想狀態，如圖4所示。

在實際操作中，使用通訊板卡軟連接線，將通訊板卡移出地面系統，手動使用小平口起子，轉動電位器，調節波形。

4.3 使用電纜模擬盒改變電纜屬性

圖3 反沖信號較大的波形

圖4 調節電位器后的波形

如果電纜接頭較多，電纜新舊混雜，此時配接PSSL全能譜測井儀器會出現波形雜亂、不規則的情況。此時可以在地面系統與電纜之間連接電纜模擬盒，通過調節電纜模擬盒的檔位間接改變電纜的長度、屬性，再通過調節軟件增益可以調整出較理想的波形。這種方法尤其適用于一些有接頭的電纜或是長度較短的電纜，在實際操作中，可以先在實驗室內使用電纜模擬盒的長電纜檔即模擬120 Ω阻值檔位完成與PSSL全能譜測井儀的配接工作，而一盤新電纜的阻值約100 Ω，配接電纜時，將電纜模擬盒串入電纜，根據電纜的實際阻值，選擇電纜模擬盒不同的阻值檔位，可以方便完成配接工作。通過實驗發現，將電纜模擬盒串入電纜方法可以大幅度提高PSSL全能譜測井儀與電纜匹配的選值范圍，具有較好的效果。

4.4 更換纜芯

理論上配接PSSL全能譜測井儀應該使用電纜中間的第7根芯，其他周圍6芯接地，避免電纜的拉伸造成影響，但是在實際操作中，遇到有接頭的電纜，也發生了第7根芯配接不上，其他纜芯通過調節配接成功的情況，所以在實際配接中，如果第7根纜芯配接失敗，則需要更換其他纜芯進行嘗試。

5 結語

PSSL全能譜測井儀配接電纜工作是測井過程中最關鍵的一環，該儀器在電纜中傳輸數據量大，因此與電纜配接難度較大，尤其受電纜參數、馬龍頭影響比較嚴重，往往最后配接成功后，可用增益值就1～2組，因此，選擇配接的電纜最好是一盤完整電纜，使用中間的7芯，盡量省去中間馬龍頭轉換接頭，如果所配測井車電纜實在無法達到要求，則需要現場操作員充分了解電纜的使用情況，采用多種方法組合，調試到理想波形，極端困難的情況下可以更換測井車對比查找原因。