LEAP800测井系统的结构特点及应用

LEAP800测井系统的结构特点及应用
【摘要】 leap800测井系统是一种能够同时完成常规测井、dits/excell2000成像系列测井、射孔、取芯、校深、生产测井等诸多项目测量的成套设备，具有良好的稳定性、兼容性、开放性和组合能力，在现场的应用效果良好。

【关键词】测井系统结构特点遥传系统应用效果
目前，快速平台、成像测井和实物提取测井是测井技术发展和应用的必然趋势，但是，制约着我国测井技术发展的主要因素有测井系统、电缆传输技术和井下仪器。

其中，测井系统的水平很大程度上能够决定测井公司向客户所提供的测井服务的质量和效率。

为了满足国内测井市场的需求和提高测井公司参与国际市场的竞争能力，长城钻探测井技术研究院经过几年的努力，自主研发了leap800测井系统。

该测井系统是基于模块化、网络化和平台化设计理念的新一代快速测井系统，整个系统具有系统自动供电、实时监测、自动保护、高速遥传和远程通信等功能，集成度高，支持多种裸眼井、套管井、生产井测井服务。

1 leap800测井系统的结构特点
leap800测井系统的构成如图1所示。

其中， pc1和pc2两台工控机中的任意一台均可用于leap800测井系统的所有控制、测量、处理和记录，是专门定制的19寸工业lcd显示器；laptop 为
dits/excell2000测井时使用的专用笔记本电脑（图1）。

1.1 接口技术
leap800测井系统接口电路的设计从功能上讲，可分为leap800平台接口（stp）、dits/excell2000成像系列仪器接口（dimp）和生产测井平台接口（cap），这三部分在结构上通过接线控制和网络通讯联系在一起，但在功能上又相互独立。

这种特点既增强了系统的开放性，提高了系统的兼容性，又最大限度地保证了系统的稳定性和可靠性。

1.1.1？leap800平台接口stp
此接口通过以太网与测井主机进行通讯，主要完成leap800测井项目信号的传输、采集和控制。

该接口内置了35hz电源控制板、信号变压器m1和m2、遥传板adsl、滤波电容c1和c2、led驱动板、电源滤波器fl，是leap800系统测井服务的遥传系统的地面部分，同时还有提供深侧向35hz程控电源的功能。

数据流程：
leap800测井计算机 1.1.3？生产测井平台接口cap
此接口通过以太网与leap800测井主机进行通讯，主要完成生产测井项目信号的采集、控制和处理。

该接口内置了“wtc”遥传板、“sig”信号处理板、“ad-ccl”模拟通道与节箍板、隔离板和通信板等。

遥传板用dsp（数字信号处理）和cpld（复杂可编程逻辑器件）协调工作，控制采集箱体与井下仪器和通信板之间的通信；隔离板的电路用来隔离直流电源和电缆信号，取出有源模拟节箍信号；信号处理板与隔离换挡板一起构成单芯电缆信号模拟处理部分的处理核心，完成井下仪器上传的信号处理（放大、补偿和比较鉴
别）和向井下发送信号的处理（整理和放大）；ad-ccl板是采集8路模拟信号和处理节箍信号的处理板；通信板负责通过ethernet
接口和工控机进行通信。

它们之间通过相互协调来完成复杂的测井工作。

，csp处于整个地面系统与电缆、电源接口的最前端，负责电缆、地面系统输入电源的安全通断控制，并根据不同的测井服务项目，把7c&1c电缆与dc5、dccp、psp交直流电源系统输入进行相应的组合，接入到stp、dimp、cap等面板，实现各种裸眼井、套管井、生产井测井服务，并在其内部集成射孔、取芯、校深测井服务功能；整个系统以esp为中心，构成一个星型以太网结构，计算机可以通过以太网对所有设备进行通讯。

l e a p800测井系统的信号主要有leap800仪器信号、
dits/excell2000仪器成像测井信号、生产测井仪器信号、射孔、取芯、较深等，它们是靠缆芯分配面板分开并送到相应的接口模块。

csp_comm采集处理板模块通过以太网通讯负责信号采集处理、继电器控制与检测、服务开关状态检测、网络通讯等。

1.3 深度系统
深度处理部分（sddp）是leap800测井系统的核心，它的准确性直接影响到测井质量。

sddp深度面板具有独立接收和处理多种信号，与多种深度测量传感器、张力传感器相接，完成深度及张力精确控制的功能，能够对绞车等外设进行主动控制，并且能与主机进行实时通讯，将当前深度值、键盘深度预置值、键盘深度校正值、
速度值等发送到主控计算机。

它利用486cpu做为主处理器，以el （或lcd）做为显示屏，能够同时接收和处理深度编码器信号、张力信号、磁记号信号。

与主机实时通讯：sddp可通过ieee488或串口与主机进行实时通讯，进行数据交换和命令控制。

dits/excell-2000配接时，采用ieee488与主机通讯。

sddp将所采集到的所有信息打上时间标记发送给主机，同时也可接收主机发送的各种参数。

当sddp与leap800系统配接时，采用网口通讯方式，sddp接收主机的各种参数和深度与速度值。

深度计算与处理：sddp同时接收并处理2个深度编码轮的脉冲信号，对各轮脉冲信号分别进行计数，并计算出深度值和线速度值。

对于在测井过程中由于深度编码部分引起的深度误差（如由于马丁代克轮子误差），可在系统参数中设置修正值，调整每千米自动增加或减小的深度值。

磁记号接收：接收磁记号信号并进行a/ d变换，并可以根据需要对电缆进行注磁控制。

张力信号采集与控制：根据张力的类型，sddp采用不同的采集通道和控制方式，对张力进行采集和计算，实时显示地面张力数值、井下张力仪器采集到的数值及差分张力。

报警功能：用户在测井前可以设置各种报警参数如深度、速度、张力等，当实际数值超出或小于用户设置的数值时自动报警。

显示功能：sddp采用el（或lcd）做为显示屏，根据配接主机不
同有两种工作方式。

当sddp配接excell 2000时，可显示深度、速度、张力、磁记号，同时可显示主机通过ieee488下传的缆头张力；当sddp配接leap800时，sddp可显示自己采集到的深度速度值和主机通过网口下传的深度和速度值。

1.4 测井功能
电缆传输速率是制约未来测井技术发展的因素之一，目前世界上最高的电缆传输速率为 800 kbps，一般在 250 kbps 左右。

leap800测井系统采用了正交频分复用（ofdm）技术和全双工通信，上行信号使用电缆模式5作为上行信道，通过信号变压器耦合到缆芯2#、3#、5#、6#上传，传输速率达到1035 kbps；下行信号（地面到井下）使用电缆的模式7通过信号变压器耦合到缆芯7#和电缆铠皮传输，传输速率达到115kbps，并且能自适应不同长度的测井电缆。

从作业功能上来讲，leap800是我国现阶段国产测井设备中最全面最成熟传输速率最高的测井系统，图2给出了它的主要测井功能。

2.2 阵列感应测井仪（afit）的应用
afit采用噪声抑制、实时温度补偿、实时均衡、优化趋肤校正、井眼校正、分辨率匹配等技术确保了测量精度，afit曲线的分辨率接近微球形聚集测井曲线，afit 曲线的电阻率与双侧向曲线相当，其地质适应性、测量曲线分辨率和井眼校正效果优于国外同类仪器。

如图4所示，afit与5700的hdil测井曲线对比实列，从图中可以看出，afit测井曲线的效果具有一定的优势。

afit采用了一个发射线圈和七个接受线圈的单边布局结构，确保
在同样探测深度的情况下，实现了仪器长度最小，发射线圈位于感应仪器下部的设计结构避免了接收线圈连接线通过发射线圈，能够降低发射线圈信号对接受信号的交叉干扰。

目标曲线探测深度为6in（1 in=25.4mm）、10in、20in、30in、60in、90in和120in，如图5所示，探测深度最小的（6in）子线圈主要测量井眼中的信息，用于自适应井眼校正，在井眼条件较好时，也用于产生6in探测深度的曲线。

2.3 相控阵列声波测井仪（paat）的应用
相控阵列声波测井仪器（paat）由相控短节、阵列短节、电子线路短节3部分组成。

它采用3发8收结构，两个源距为1.5feet的发射器在由8个接收器组成的阵列两端对称排布，一个源距为
4.5feet的强聚焦发射角可调的相控发射器位于仪器的底部，此种声系结构能够更有效的进行井眼补偿。

3个发射器全部采用相控技术，声源发射聚焦性和指向性强，有效发射功率提高，获取套后地层模式波慢度的能力显著增强，应用效果良好。

paat在裸眼井中比同类声波仪器测井的效果更好，在井眼较好的井段优势不明显，但在井眼不好的井段paat更具优势，如图6所示，从图中可以看出，paat测井曲线受大井眼的影响比5700声波测井曲线受大井眼的影响要小。

3 结束语
leap800测井系统将当今快速平台测井技术、成像测井技术和实物提取测井技术集于一体，是一套测井功能齐全、组合方便、开放
性强、性能稳定、高效实用的测井系统。

到目前为止，leap800在国内完成各种商业井测井300余口，包括了生产井和探井的常规测井、成像测井、地层测试和钻进式井壁取芯以及生产测井等，测井资料合格率100%，取芯符合率95%以上。

2012年10月，leap800测井系统在哈萨克斯坦pk测井项目成功应用。

参考文献
[1] 石油测井情报协作组.测井新技术应用[m].北京：石油工业出版社，1998
[2] 肖加齐，等.新一代网络化测井系统leap800[j].石油仪器，2012，26（1）
[3] 中国石油测井专业委员会.第十四届测井年会论文集[p]
[4] 长城钻探测井技术研究院.leap800测井系统操作手册[z]. 2012（资料）
作者简介
呼景伟，男，陕西延长，（1987.10-），2001年毕业于中国石油大学（北京），获得工学和经济学双学士学位，现在辽宁盘锦长城钻探工程有限公司测井公司辽河项目部，从事leap800测井现场操作工作。