HRDL6504双侧向培训讲义

HRDL6504、5503双侧向测井仪2012年5月中国石油集团测井有限公司培训教材提纲一、概述二、技术指标三、电极系结构及工作原理四、电路框图五、电路介绍六、刻度操作七、仪器检查、测井过程八、现场应用九、总结多年来双侧向测井是广泛应用的测井方法之一，在油气田的勘探与开发中起到很大的作用。随着石油勘探开发的深入发展，薄层、裂缝层等油气藏的开发显得日益重要，这要求测井仪器能对更薄的地层进行探测。普通双侧向具有较深的探测深度，但它的缺点是：垂直分辨率较差，约为2至3英尺（0.6～0.9m），无法识别薄层和薄互层，难以满足油田对薄层油气藏勘探开发的需要；电极系较长，不利于现场测井施工和组合测井。概述高分辨率双侧向是在传统双侧向的基础上，对电极系进行改进，提出了新型的电极系结构。其特点是：大大地缩短了电极系长度（主电极系为4m左右）；既保持了传统双侧向深浅探测深度，又大大提高了纵向分层能力（0.4m左右）,在大部分地区，高分辨率双侧向可以取代常规双侧向用于常规测井。可配接430K遥测系统进行测井；利用DSP控制技术和厚膜电路技术提高仪器的可靠性和技术水平。双侧向测井仪主要由加长电极、电子线路短节、电极系、A2电极等部分组成。双侧向测井仪可以单独测井也可以和其它仪器组合测井。单独测井时需配接加长电极马笼头、井下遥测短节、绝缘短节、A2L电极(可以用声波仪器作为A2L电极）。概述技术指标：最高温度：175℃最大耐压：140Mpa最大测速：1500m/h测量范围：0.2Ω.m～40000Ω.m探测深度：深侧向1.2m浅侧向0.4m纵向分辨率：0.4m测量误差：0.2～1Ω.m±20%；，1～2000Ω.m，±5%；2000～5000Ω.m，±10%；5000～40000Ω.m，±20%。技术指标：指标及尺寸最高温度：175℃最大井眼610mm最大压力：140MPa最小井眼115mm外径：φ90mm质量：150kg安装长度：5175mm测量点：1930mm装运长度：5675mm传感器类型：电极系测量内容测量范围0.2～40000Ω.m测量误差±20%0.2～1Ω.m时±5%1～2000Ω.m时±10%2000～5000Ω.m时±20%5000～40000Ω.m时稳定性±10%（在最高温度时）纵向分辨率常规：0.737高分辨率：0.4m探测深度常规：浅侧向：0.762m，深侧向2.54m高分辨率：浅侧向：0.4m，深侧向1.2m主曲线深电阻率浅电阻率电极系结构及工作原理A1*A1A0A0΄M2΄M1M2A2A1΄A1*΄A2΄A1*A1M1MM12M1΄M2΄A0A0M2A2A1΄A1*΄A2΄高分辨率双侧向DLL双侧向结构排列相似、尺寸不同中间对应电极作用不同电极系结构及工作原理双侧向电极系及电流线分布示意图浅侧向深侧向高分辨率双侧向电极系结构图高分辨率双侧向电极系由中心的第一监督电极（M1）、上下对称的主电极（A0、A0′）、上下对称的第二监督电极（M2、M2′）、上下对称的两对屏蔽电极（A1、A1′和A2、A2′）、上下对称的取样电极（A1*、A1*′）等电极组成。主电极：A0、A0′监督电极：M1-M2、M1-M2′屏蔽电极：A1、A2辅助监控电极：A1*、A1*′A2A1*A1M2A0M1M2′A1′A1*′A2′A0′前置短节绝缘套筒电极环上接头芯棒下接头压力平衡装置培训教材普通侧向电极系结构图主电极：A0监督电极：M1、M2屏蔽电极：A1、A2辅助监控电极：A1*A2A1*A1M2M1A0M2′A1′A1*′A2′M1′培训教材小结高分辨率双侧向电极系结构外观上看与普通双侧向没有什么区别，但是各电极尺寸都不相同，最重要的是中间一组电极承担的功能与普通双侧向完全不同。高分辨率双侧向深、浅聚焦工作基本原理与普通双侧向一致，区别在于高分辨率双侧向的主流由两个电极共同发射，再加上电极尺寸和各电极间距离以及监控电位等因素，形成一种过聚焦工作状态，从而实现仪器的高分辨率，但带来直接的问题是井眼影响严重。三、电极系结构及工作原理仪器原理框图双侧向测井仪原理框图双侧向测井仪工作流程井下仪器加电后，由DSP产生初始控制命令，控制仪器工作状态和深浅屏流。由井下DSP直接输出经控制的可变直流供屏流源产生信号，浅电流送往A１、A0电极，由Ａ２电极返回；深电流送往Ａ２、Ａ１、Ａ０电极，由Ｂ电极（电缆外皮）返回。由主监控放大器调节Ａ０和Ａ１电极的电位，使Ｍ１、Ｍ２之间的电位差趋于零；由辅监控放大器调节ＡＩ、Ａ２电极的电位，使A1*和Ａ２之间的电位差趋于零，使主电流呈圆盘状进入地层。测量Ｍ２和Ｎ电极之间的电位差，放大滤波成直流后送入采集电路；测量主流通道的电流，经放大滤波成直流后，送入采集电路。由测量电路送来的四路电压、电流信号，经程控放大、Ａ／Ｄ转换送入主控单片机，计算深浅电阻率值，根据所测电阻率值产生新的控制命令，控制深浅屏流源，形成闭环回路；另一路送接口单片机，进行数据格式编排，在ＧＯ脉冲和ＵＣＫ时钟的作用下，经三总线送往ＴＣＣ。由地面发出控制命令字，经译码控制井下仪器刻度、测井工作状态及N电极选择。根据不同的地质情况，N电极可放在井下也可以放在地面。工作原理当井下仪加电后，首先由井下DSP控制电路产生初始命令，控制仪器工作状态和深、浅屏流，由DSP直接输出经控制的可变直流供屏流源产生信号。浅屏流送往A1电极，由A2返回，同时分一路送到A0和A0′电极。深屏流送到A2、A1电极,返回鱼雷电极（电缆外皮）。当深屏流在A1、A2电极电位不等时，就会在A1*、A2电极间产生电位差，此电位差送入辅助监控放大器放大，调整A1电位使电位差趋于零，从而使A1、A2电极电位近似相等，深屏流另外分出一路送到A0和A0′电极。培训教材工作原理（续）当深、浅屏流在M1与M2(M1与M2′）间的电位各不相等时，由主监控放大器分别放大各自产生的电位差，调整A0(包括A0和A0′两个电极）电极的电压，使趋于零，形成聚焦电场，迫使主流呈圆盘状进入地层，对高分辨率双侧向，要测量A0和A0′的电流，测量M2电极与N之间的电位差，送入V0电压放大器放大，产生V0直流信号；由串于电流回路的电流变压器取得I0信号，送入电流放大器放大，产生电流直流信号。V0、I0信号送入多路选择开关，分路进行A/D转换，然后送入DSP计算各自的Ra,产生新的控制命令，控制DSP输出的直流信号，控制深、浅屏流的变化，形成井下闭环控制，完成测量（深侧向电压Vd、电流Id；浅侧向电压Vs、电流Is）等四个信号，从而可以计算出地层电阻率。21MMV21MMV培训教材仪器总体连线图培训教材电子仪芯结构图数据采集控制板完成地面下发指令的接收、译码和数据上传。产生控制信号。完成信号采集、处理、控制。产生深、浅屏流控制电压。电路介绍培训教材数据采集控制CAN接口数据采集控制模块系统框图+3.3VCAN收发器光电隔离DSP控制器CAN协议器CAN总线+5V单独电源光电隔离低通滤波直流控制继电器控制脉冲计数10道模拟信号模拟电源地基准电压多路开关增益控制A/D转换电平转换电平转换PWM信号电压转换电平转换电平转换电平转换CAN通讯屏流源板信号源产生280Hz和35Hz的标准方波信号：提供相敏检波的参考信号；将直流的Vdpc、Vspc变为方波信号产生并输出深、浅屏流源信号。信号源斩波电路滤波电路受控信号35Hz参考信号深屏流信号深屏流信号280Hz参考信号培训教材深屏流源板原理图深屏流板元器件浅屏流源板原理图浅屏流源板元器件监控放大电路板主监控放大电路调整主电极A0电极电压,使监督电极M1、M2等电位。辅监控放大电路。监督A1*和A2的变化，使A1和A2等电位。培训教材监控电路图监控板元器件图前置放大电路板前置放大电路板放在电极系上端，减小干扰。采样放大M1、M2电极间的电压。输出送到主监控放大电路。培训教材前放板原理图培训教材前放板元件位置图测量电路板电压测量测量监督电极与N之间的电位差，输出直流信号。电流测量测量主电流信号，输出直流信号。在测量电路板中，N1为电流测量、N2为电压测量。两种测量电路结构形式相同。培训教材测量电路图测量板元器件图继电器板五个继电器K1~K5和标准电阻组成刻度电路。实现仪器刻度、测井功能切换。实现测量参考点N电极连接到地面或井下的选择。培训教材继电器板原理图继电器板元件位置图电源板两块整流滤波板。5V/24V电源板提供两个+5V稳压电源及+24v直流电源。一组+5V电源供DSP系统使用，一组+5V电源（浮地）供CAN总线接口使用，+24v电源供井下继电器使用。12V电源板提供+12V，-12V供线性电路使用。培训教材模拟盒刻度侧向仪器与地面系统连接方式示意图培训教材刻度过程侧向刻度盒连线参照图，以监控电极M1为中心，将刻度盒上对应的软连线接到相应的电极上。联调时，可将刻度盒上N、B线分别接到侧向仪器上头31芯连接盒的2、10芯（或9、10芯），2为地面N电极，9为井下N电极。测试盒上面两个孔的连线短接模拟硬电极，去掉短连线模拟软电极，检测结果应满足各档要求。双侧向刻度盒与电极系连线图故障检测1．先检查内刻度2．深侧向数值不对①检查深屏流通路连通性。②检查辅助监控电路。3．浅侧向数值不对①检查280Hz电流源。②检查280Hz信号道。4．两道数值都不对①先查供电。②检查通信接口。③检查监控回路。用500V兆欧表测量电极系相互间绝缘；用数字万用表测量导通。电极A0-A1A1-A1*A2-A1M1-A1M2-A1A0-M1A0-M2电阻Ω实测要求≥200MΩ电极系绝缘检测培训教材电极系绝缘检测电极系绝缘检测A2A1M2A0M1注：1.绝缘电阻≥200M2.用摇表测试时，要将电子仪与电极系断开。*1A'0A'2M'1A'*1A电极A1*-A1*′A1-A1′A0-A0′A2-A2′M1-M2M1-M2′电阻Ω实测要求≤0.2Ω1.9Ω1.9Ω电极绝缘检测电极系连通检测培训教材测井过程1.仪器在井口吊装2.仪器下到出套管50米后进行内刻检查，仪器正常做测前刻度并用该刻度系数测井，测井完成后在井内做测后刻度校验。培训教材双侧向电子仪检测测试步骤按要求连接好地面系统，电子仪，测试盒，测试线；运行主控程序，选择服务表，选择双侧向仪器，进入测井，仪器通电。选择“低刻”，点击“开始采样”后，程序自动下发低刻命令，观察数据，点“采样有效”，直到20秒采样时间结束；选择“高刻”，点击“开始采样”后，程序自动下发高刻命令，程序计算出乘加因子并显示到刻度窗口，点“刻度计算和保存”。地面先选择“地面N电极”命令，再发“测井”命令。仪器进入测井状态，观察深、浅侧向电阻率的值，以检查仪器的线性，以特殊文件名记录测井文件；隔一定时间改变刻度盒模拟的电阻率的值，范围从0.21000Ω．m共9挡；外加外接刻度挡，可以模拟0.240000Ω．m全范围内的电阻率的值。日常维护1)使用前的检测a)检查平衡活塞泥浆孔中是否涂满硅脂或高温黄油。b)检测平衡外壳与接头间的电阻（用万用表）应大于200MΩ。c)拆掉护帽，检查密封圈是否完好，若损伤，更换。2)使用后的检测a)以纱布清除外表。b)测平衡外壳与接头间的电阻（用万用表）应大于200MΩ。c)检泥浆孔，并涂硅脂或高温黄油。3)油量检测油量无法直观检验，测井时井口工宜注意观察仪器提出井口时的状态，若在泥浆孔中未见碟簧受力，则缺油。每测一口井，均应观察平衡状态，若无连续作业则应补油。补油前应将泥浆孔中的硅脂或高温黄油清理，补油后重新涂满。若运输过程中发现泄漏，则作业前应做现场补油。测井过程1.仪器在井口吊装2.仪器下到出套管50米后进行内刻检查，仪器正常做测前刻度并用该刻度系数测井，测井完成后在井内做测后刻度校验。测后保养1.仪器测完井后应及时清洗。2.对仪器做必要的检查保养：•对接头进行保养•外观检查：有无损伤、漏油、缺油；•平衡活塞检查•仪器通电检查；•电极系进行绝缘检查：绝缘要求200MΩ