蔡亞琳（中國石油大學(xué)（北京）地球物理與信息工程學(xué)院，北京 102249）

測(cè)井深度校正系統(tǒng)的改進(jìn)應(yīng)用

蔡亞琳
（中國石油大學(xué)（北京）地球物理與信息工程學(xué)院，北京 102249）

在石油勘探領(lǐng)域里獲得準(zhǔn)確的測(cè)井資料至關(guān)重要，在選全取準(zhǔn)測(cè)井資料的同時(shí)，測(cè)量的各種曲線對(duì)應(yīng)的深度誤差更是要求十分準(zhǔn)確，這是曲線預(yù)處理和資料解釋的前提。本文論述了SL6000型高分辨率成像測(cè)井系統(tǒng)在測(cè)井過程中深度校正系統(tǒng)磁記號(hào)干擾大的問題，分析了系統(tǒng)記號(hào)測(cè)量通路的不合理電路，以期縮短測(cè)井施工時(shí)間，提高測(cè)井資料質(zhì)量，降低測(cè)井施工風(fēng)險(xiǎn)，最終徹底解決深度校正系統(tǒng)記號(hào)干擾的問題。

磁記號(hào)；干擾；濾波器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.210

石油勘探測(cè)井獲得準(zhǔn)確的測(cè)井資料對(duì)地層性質(zhì)解釋至關(guān)重要，通常測(cè)井系統(tǒng)深度標(biāo)定是在特定的深度標(biāo)準(zhǔn)井中，利用深度位置固定的標(biāo)準(zhǔn)接箍對(duì)測(cè)井設(shè)備的電纜注磁記號(hào)，通過磁記號(hào)實(shí)現(xiàn)測(cè)井過程中深度的校正。測(cè)井電纜注磁記號(hào)前先用消磁器對(duì)電纜進(jìn)行消磁，然后在標(biāo)準(zhǔn)的記號(hào)井中利用記號(hào)校正自動(dòng)注磁系統(tǒng)在消過磁的電纜上每25m注一個(gè)磁記號(hào)，每500m注一個(gè)雙記號(hào)，在電纜上每隔25m位置注磁產(chǎn)生的記號(hào)即代表特定的深度，電纜上的這些記號(hào)通過磁記號(hào)器接收、處理后與其它曲線一起顯示、記錄，利用其校正不同次測(cè)井曲線的深度誤差。

1　設(shè)備缺陷導(dǎo)致的記號(hào)干擾現(xiàn)象

目前測(cè)井主力設(shè)備已漸漸更換為SL6000型高分辨率成像測(cè)井系統(tǒng)，盡管這是國內(nèi)較領(lǐng)先的前沿測(cè)井裝備，但由于多種原因系統(tǒng)仍存在一些缺陷，其中最常見的就是測(cè)井過程中深度磁記號(hào)接收干擾大，對(duì)測(cè)井曲線質(zhì)量造成很大的影響，其現(xiàn)象表現(xiàn)為：

（1）記號(hào)曲線大幅度偏移且記號(hào)單峰，雖然其出現(xiàn)頻率不高，但一旦遇上將無法正常施工。這種現(xiàn)象多是由于施工現(xiàn)場(chǎng)存在很強(qiáng)的磁場(chǎng)或電場(chǎng)干擾，造成的記號(hào)曲線偏移過大，該現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，重復(fù)測(cè)量基本無效，所獲得的測(cè)井曲線在廢品與合格品之間，無法正常施工；

（2）干擾信號(hào)幅度覆蓋記號(hào)信號(hào)幅度，靠偶爾出現(xiàn)的記號(hào)和曲線形狀經(jīng)驗(yàn)判斷其它記號(hào)大體位置，此現(xiàn)象出現(xiàn)頻率一般，通常無法施工。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有電纜消磁、漏電、絕緣損壞、強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)等，若問題排除不了，現(xiàn)場(chǎng)只有靠人工在測(cè)井原圖上用筆標(biāo)注識(shí)別、反復(fù)測(cè)量，嚴(yán)重時(shí)將無法進(jìn)行測(cè)井施工，人工識(shí)別、標(biāo)注出的測(cè)井資料只能被評(píng)判為合格產(chǎn)品或廢品，嚴(yán)重影響了測(cè)井曲線的質(zhì)量；

（3）干擾信號(hào)幅度較大記號(hào)可識(shí)別，測(cè)速慢時(shí)記號(hào)幅度與干擾幅度接近影響曲線質(zhì)量，出現(xiàn)頻率較高。這種現(xiàn)象則是由外部電場(chǎng)或磁場(chǎng)、電纜磁化或消磁、漏電、絕緣、接觸等原因引起的，若問題不能解決，測(cè)井曲線只能被評(píng)為合格產(chǎn)品。

2　原因分析及改進(jìn)措施

2.1SL6000型測(cè)井系統(tǒng)的磁記號(hào)處理方式分析

SL6000型測(cè)井系統(tǒng)的磁記號(hào)處理是由系統(tǒng)采集機(jī)箱中的ASP板（模擬信號(hào)測(cè)量板）第11通道完成，通道中有源濾波，中心頻率為30Hz，轉(zhuǎn)換后可看出其接口是由簡(jiǎn)單的兩級(jí)濾波器組成的帶通濾波，相應(yīng)的參數(shù)與SL3000接口電路參數(shù)有所不同，通過濾波器計(jì)算工具得到單階濾波器在下降率為6dB時(shí)的截止頻率，帶通范圍為0-31847Hz，結(jié)果是上限頻率數(shù)值偏高，入口不符合通低阻高的要求，另外由于實(shí)際測(cè)井過程中此基本形式的濾波電路不完善，出現(xiàn)過記號(hào)曲線偏移大等現(xiàn)象，因此需要改變SL6000測(cè)井系統(tǒng)深度磁記號(hào)處理入口的電路形式。

2.2關(guān)鍵部位的分析及試驗(yàn)

經(jīng)過對(duì)電路的仔細(xì)分析和系統(tǒng)對(duì)比，最終將問題定位在磁記號(hào)入口濾波電路的接入方式上，濾波器輸入信號(hào)分為電流源和電壓源型，根據(jù)信號(hào)源的不同，電路采取的結(jié)構(gòu)也不同，由于磁記號(hào)接收器的電感量很大，內(nèi)阻很高，磁記號(hào)器接在測(cè)井系統(tǒng)的入口相當(dāng)于一個(gè)電流源，而SL6000測(cè)井系統(tǒng)記號(hào)處理電路接口部分的電路為電壓源工作方式，在SL6000記號(hào)處理接口電路中，緩變的電流通過R10、C4、C5在R11上產(chǎn)生電壓降，同樣感應(yīng)在傳輸線等部位的干擾信號(hào)也通過R10、C4、C5在R11上產(chǎn)生壓降，直接進(jìn)入運(yùn)放電路的輸入端，此時(shí)濾波電路根本沒起作用，在SL3000記號(hào)濾波接口電路中，在有R0的情況下，磁記號(hào)感生電流在R0上產(chǎn)生電壓降，干擾也在R0上產(chǎn)生電壓降，因?yàn)樾盘?hào)的頻率不同，后級(jí)帶通濾波器可將干擾信號(hào)濾除，將磁記號(hào)器產(chǎn)生的電壓信號(hào)送到后級(jí)運(yùn)放處理。

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致記號(hào)出現(xiàn)干擾的主要原因是高于記號(hào)信號(hào)工作頻率的信號(hào)竄入處理電路所引起的，特別是井場(chǎng)的工頻強(qiáng)信號(hào)干擾，最終綜合判斷SL6000測(cè)井系統(tǒng)記號(hào)處理線路對(duì)工頻干擾的抑制效果十分不理想。

2.3改進(jìn)措施

通過分析和試驗(yàn)，SL6000測(cè)井系統(tǒng)磁記號(hào)干擾確定為ASP板記號(hào)處理電路入口存在缺陷，本著試驗(yàn)方便、保險(xiǎn)和不破壞原電路的原則，首先采取外加記號(hào)接口的方法，將制作的接口電路通過兩個(gè)航空插頭串接在記號(hào)器與地面系統(tǒng)之間，試驗(yàn)取得非常理想的效果，干擾濾除明顯。

由于外接接口易損，試驗(yàn)成功后決定對(duì)ASP測(cè)量通道的相關(guān)電路進(jìn)行改進(jìn)，通過觀察ASP線路板記號(hào)處理通道入口元器件分布，以最小的破壞印刷板結(jié)構(gòu)為原則，完善記號(hào)處理電路，ASP測(cè)量板空間和線路結(jié)構(gòu)具備改動(dòng)條件，方案可行。

3　改進(jìn)后的效果

3.1接口頻幅特性效果

將改進(jìn)后的電路焊接完畢后進(jìn)行頻幅測(cè)試，接入信號(hào)幅度定為40mV，頻率1-50Hz，直流偏移電平設(shè)定為0-20mV，從不同頻率的幅頻測(cè)試可看出兩種情況：隨著頻率的增高，信號(hào)衰減越大；加入的直流偏置電平對(duì)輸出端的直流電平?jīng)]有影響，對(duì)高頻信號(hào)衰減明顯，頻幅特性達(dá)到了預(yù)期效果。

3.2快速接口試驗(yàn)效果

將接口電路裝入合適的容器，安裝與記號(hào)器匹配的航空接頭，在出現(xiàn)干擾的情況下試驗(yàn)接口電路，檢測(cè)實(shí)際應(yīng)用效果。通過選取標(biāo)準(zhǔn)記號(hào)井和測(cè)井系統(tǒng)記號(hào)測(cè)量干擾試驗(yàn)連續(xù)測(cè)量圖，發(fā)現(xiàn)磁記號(hào)干擾濾除效果非常明顯，因?yàn)锳SP板大量采用貼片器件，對(duì)記號(hào)處理電路中的有源濾波器帶寬未做調(diào)整，因此在加入改進(jìn)電路后記號(hào)的程控增益需要調(diào)大。

3.3ASP測(cè)量板改進(jìn)后的使用效果

經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井施工驗(yàn)證，記號(hào)基線平直，磁記號(hào)清晰可辨，沒有一條曲線因磁記號(hào)干擾造成曲線質(zhì)量低和返工情況。

4　結(jié)束語

通過對(duì)SL6000測(cè)井系統(tǒng)記號(hào)測(cè)量通道入口的改進(jìn)，最終徹底解決了深度校正系統(tǒng)記號(hào)干擾問題，縮短測(cè)井施工時(shí)間，直接提高測(cè)井資料質(zhì)量，間接地降低了測(cè)井施工風(fēng)險(xiǎn)，此改進(jìn)推廣到所有SL6000設(shè)備中具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。