SBT测井技术简约说明

SBT测井技术简约说明1 介绍SBT测井仪是西方·阿特拉斯公司（Western Atlas）于20世纪90年代初期推出的一种新式的固井质量评价测井仪。

SBT是Segment Bond Tool的英文字母缩写，意为“分区胶结测井仪”，该仪器的系列号为1424XA。

SBT仪器有6个腿，每个腿上有1个发射探头和接收探头，共计6个发射探头和6个接收探头，分别用于发射声波和接收声波。

传统的CBL 仪器只测量1条评价套管与水泥胶结情况的曲线，该曲线是对环绕一周（360°）的套管水泥胶结的总体评价。

而SBT仪器有6条腿，将一周（360°）的套管分为6个60°的区域（Segment），同时测量这6个区域，得到6条分区的套管水泥胶结的评价曲线，从而该仪器称为“分区胶结测井仪”。

在测量方法上，传统的CBL仪器要求在自由套管中，必须进行首波幅度的刻度，即在要求测量的套管中，选择没有胶结的自由套管，找到首波振幅为最大的位置，记录该振幅，并将该处的首波振幅设为100%。

测井时，测量的首波振幅除以最大振幅的百分比，就是CBL 曲线。

与传统CBL的首波幅度刻度仪器不同，SBT不用作振幅刻度，不要求在自由套管找首波振幅最大的位置，只要求输入所测量的套管直径，每英尺重量，水泥耐压强度等参数，再测量一段归一化曲线，就可以将接收波列的振幅信息转换为声幅衰减曲线。

SBT最简约的仪器组合为：1633EA+1424XA+1424PA，其中：1633EA为通讯仪，1424XA 为SBT，而1424PA为VDL（变密度）探头。

SBT能测量6条（即6个方向）套管胶结曲线，1条DEV（井斜）曲线，1条RB（相对方位）曲线，1幅VDL变密度地层胶结波列。

同时，SBT还能和CCL（套管节箍）、GR（自然伽马）、CN（补偿中子）等仪器组合，附带测量CCL、GR、CN等3条深度校正曲线。

2 STB的仪器组合仪器串从上向下顺序为：───────────────────────────────────────仪器名称系列号电源要求档位的位置CCL 2330NA 无源 5CCL 2346XA 无源1—6；2—6GR 1309XA 150Vdc, 30mA 1—6；2—+CN 2435XA 150Vdc, 30mA 2通讯仪1633EA 150Vdc, 85mA 无SBT 1424XA 150Vdc, 85mA （测井时）无150Vdc, 200mA （开腿时）150Vdc, 300mA （收腿时）VDL 1424PAGR 信号缆芯为：11# 对18#CNL SS（短道）信号缆芯为：12# 对18#CNL SS（长道）信号缆芯为：13# 对18#CCL 信号缆芯为：16# 对18#CCL要么为2330NA，要么为2346XA，二者只能取其一。

3 仪器原理对于我们5700地面系统而言，地面通过电缆的7#和10#（参考点）向井下仪供直流电，同时，地面也通过电缆的7#和10#向井下仪发送命令，而井下仪也通过电缆的7#和10#向地面传送数据。

地面的直流正电压通过电缆7#传到马笼头的7#，通过CCL、GR、CN的7#传到1633EA 的上接头的7# ，然后一路传到1633EA和1424XA/PA中，为1633EA和1424XA/PA 提供电源，而另一路经1633EA再传到1633EA的上接头的2#和5#，再上传到GR的2#，以及CN的5#。

而GR和CN的电源缆芯分别为2#和5#，于是，所有需要直流电源的仪器都能得到了150V的直流电压。

因此，要求马笼头10芯公插头中2#和5#插针应取掉，使得电缆上的2#和5#没有150Vdc高压，以此保护地面仪器不被高压损坏。

1633EA接受地面仪的命令，采集数据，再上传数据到地面。

命令和数据都以M2的曼切斯特形式传输，传输速率都为20Kbit/s，即每秒传20K的二进制代码。

1633EA接受来自上面的CCL（套管节箍）、GR（自然伽马）、CN（补偿中子）信号，也接受来自下面SBT、VDL、X方向加速度、Y方向加速度等信号，同时也采集仪器串的CHV（缆头电压），再处理这些信号，然后编码上传到地面。

在一个数据采集和发送周期中，对于声波信号采集和发送过程，其原理描述如下：首先，1424XA发射12次，每次发射时接受2个SBT波列，共计24个SBT波列。

1633EA 有2个A/D采集通道，可以同时处理2道波列信号。

因此，24个SBT波列就分12次传给1633EA，在1633EA中被A/D采集。

然后，1633EA从24个SBT波列中提取出24个E2（第2个正首波的幅度值）、1个MaxΔt（最大时差值）、1个MinΔt（最小时差值）。

然后，仪器再按照SINGLE模式或DUAL模式工作：SINGLE模式时：根据地面软件菜单的设置，除了上面所述的24条SBT波列以外，要么VDL会工作，提供1条VDL波列，要么SBT中被选中的发射探头和接收探头会工作，提供1条SBT波列。

于是，在1个数据传输周期里，1633EA向地面传送：24个E2、1个MaxΔt、1个MinΔt和1条数字化的VDL波列（或SBT波列）。

DUAL模式时：根据地面软件菜单的设置，1633EA将SBT某次发射时接受的2条SBT波列加以处理，再将它们相加，转换为1条“DUAL波列”。

于是，在1个数据传输周期里，1633EA向地面传送：24个E2、1个MaxΔt、1个MinΔt和1条数字化的“DUAL波列”。

操作工程师通过观察该“DUAL波列”中的近、远正首波是否被正确地卡住。

地面仪接受到来自1633EA的数据，再解码，便获得仪器的相关信息。

CHV显示在计算机屏幕上，以便操作工程师可以监视仪器串的CHV（电缆头电压），并随时调节地面供电，让CHV维持在150V左右，给仪器串正常的电源供应（特别注意，仪器串的CHV不能超过180V，否则会损坏仪器的）。

其它数据经过计算处理，便得到GR、CCL、CN、DEV、RB 和6条SBT曲线，VDL波列等资料。

对SBT做开、收腿操作时，不要求地面提供另外的马达电源，马达利用150V的缆头电压开腿或收腿。

操作工程师只需向井下仪发送开腿或收腿的命令（即OPEN或CLOSE），然后监视地面电流表的总电流值，当总电流值突然减小100 mA左右时，表明SBT的开腿或收腿动作完成。

4 SBT的操作前的准备仪器和设备的检查和准备。

CCL：1：1#到10#贯穿。

2：档位应正确，其表现为：测量CCL下接头的16#和18#之间的电阻，应为⒈9KΩ~⒉1 KΩ。

GR：1：仪修工程师将1309XA更换上150V的直流电源模块，Swith1在“6”档，Swith2在“+”档。

马笼头：1：平台操作手将马笼头的2#和5#公插针取掉。

5 SBT的车间刻度首先介绍一下，在地面软件中最重要的控制窗口是：SBT Tool Control Menu窗口，它有7个子菜单，分别为：1：TOOL VERSION2：ACQUISITION TABLE CONTROL3：SUBCYCLE CONTROL４：DIGITIZED WAVEFORM５：MOTOR６：PIPE７：NORMALIZATION相对方位刻度（RB Calibration）和相对方位校验（RB Verification）RB（Relative Bearing ，相对方位）的物理含义是：SBT在井中某处，SBT的2号极板方位与该处“井眼轨迹”的方位之间的夹角。

这样，在井斜方位曲线（列如：井斜方位仪4401XA所测的“井眼轨迹”方位曲线）的配合下，利用RB曲线，则可以计算出6条SBT 曲线的“真实”方位朝向。

RB主刻度和测前校验步骤：1：将仪器串连起来，其中1424XA必须水平放置。

2：给仪器串供电，调节通讯增益，使通讯正常。

3：将1424XA的6条腿打开。

4：从Data Acquisition Main Menu中选择Cal/Ver按钮，再选择RB Cal Type，从而进入RB Primary Calibration程序，按程序，旋转1424XA，做主刻度。

5：进入RB Before Log Verification程序，做测前校验。

SBT极板刻度（SBT Pad Calibration）SBT Pad极板主刻度步骤：1：让1424XA的6条腿打开，且在空气中。

2：从Data Acquisition Main Menu中选择Cal/Ver按钮，再选择SBT Cal Type。

3：读接收探头的噪声电平，选择Read Receiver Noise Level。

4：读极板灵敏度，选择Read Pad Sensitivity。

（注：SBT Pad无校验步骤）6井场测井施工操作到井场，将仪器在井台连接好将，马笼头的2#和5#公插头取掉。

由于1424XA比较长，为保护它不被折断，因此它只能单独从地面吊上井台，不能和其它仪器组合吊上井台。

仪器下井后，要先做SBT归一化（SBT Record Mode Normalization）。

SBT归一化(SBT Record Mode Normalization)1：给仪器传供电，通讯正常，计算机显示CHV为150V。

2：在SBT Tool Control Menu窗口中，选择ACQUIZITION TABLE CONTROL，再选择UPLOAD TOOL TABLE。

3：下放仪器，在自由套管中停下，开腿。

如果不是自由套管，但有声波信号也可以。

4：在SBT Tool Control Menu窗口中，选择PIPE，然后在CASING OD、CASING WT、CMP STR 3个窗口中，依次输入“套管外径”、“套管每英尺重量”、“水泥耐压强度”3个值。

再选择SET按钮，再检查SUBCYCLE CONTROL子菜单中的值，确保其中的值不为零。

5：在DIGITIZED WAVEFORM中的TYPE选择DUAL，确保“DUAL波列”中的近、远两道STB接收波列的正首波，都被“锁定”住，如下图：6：在DIGITIZED WAVEFORM中的TYPE选择SINGLE，并确定TANSMITTER为7，RECEIVER为7，而SAMPLE PERIOD为4。

将腿收掉，下放仪器到测量段的最底部。

再开腿，然后在SBT Tool Control Menu 窗口中，选择PIPE，重新再次输入PIPE中的值。

7：记录一段归一化曲线（NORMALIZATION），要求至少记录1600个数据采样（比如，采样率是：1个采样/1分米，则至少记录160米）。

在SBT Tool Control Menu窗口中，选择NORMALIZATION，做归一化。

记录主曲线1：将仪器的Waveform Type切换到DUAL的类型，“DUAL波列”应正常，然后收腿，下放仪器到测量段的最底部。