录井仪器原理
地质录井技术概述
含油浓度与荧光对比级关系表
1
2
3
4
5
0.6 1.2 2.4 4.9 9.8
9 10 11 12
13
156 .3
312. 5
625
1250
2500
6 19.5 14 5000
7
39
15 1000
0
8 78.1
三、录井方法介绍
轻质油
三
维
定
量
荧
中质油
光
录
井
成
重质油
三、录井方法介绍
气测录井
在钻井过程中，钻开地层中的流体以各 种方式进入井筒，随着钻井液上返到地 面。
在地面条件下，这些流体以气态或液态 形式呈现。地层气主要有烃类气（C1~ C5）\非烃类气（ H2 、CO2 ）以及有害 气体H2S等。
通过对烃类和非烃类气体的实时检测， 可以及时地发现和评价油、气、水层 （原理如右图）。
肉眼不易辨认
斜井和水平井有时岩协不能及时返出 导致不能充分的利用返出的岩屑来准确反映地层的变化
钻时是最重要 的判断参数！
技术手段：凭借钻井参数的变化来及时辨别岩层和岩性变化 钻井参数：钻时、扭矩、转盘转速、dc和sigma指数等
四、现场岩性识别方法
钻时定义：钻井过程中每钻进单位厚度的岩层所用的纯钻进
gas
脱气器
全烃通道
气管线 组分通道
氢焰离子 化方法介绍
地化录井
定量检测岩石中的含烃量的一种录井方式。
原理：在特殊的裂解炉中，对分析样品进行程 序升温，使样品中的烃类和干酪根在不同温度 下发挥和裂解，然后通过载气的吹洗，使样品 中挥发的裂解的烃类气体与样品残渣实现定性 的物理分离，分离出来的烃类气体由FID（氢 焰子化）检测器进行检测，样品残渣则先后进 入氧化炉、催化炉进行氧化、催化后进入FID 检测器进行检测，从而测定岩石样品中的烃类 含量，达到评价生油岩和储油岩的目的。
录井仪器原理(4)
3. 射频脉冲功率放大模块
通过大功率开关电路，对DDS产生的射频脉冲信号 进行功率放大，并通过天线接口模块输出给天线， 由天线发送大功率的电磁波信号照射待测物。
3.2 现场核磁共振录井仪
3.2.2 3.2.2 核磁共振录井的系统组成 核磁共振录井的系统组成
4. 前置放大模块
由低噪声、宽带宽、增益恒定的仪表放大器电路构 成，对天线接收的回波信号进行放大。
3.2 现场核磁共振录井仪
3.2.1 核磁共振录井的基本原理
核磁共振（nuclear magnetic resonance NMR ）是指某些具有自旋磁矩的原子核在外加磁场 的作用下，吸收特定频率的电磁波产生共振， 从而改变能量状态的现象。 自从 1946 年 Stanford的 Bloch 和 Harvard 的 Purcell 各自独立观察到核磁共振现象以来，核 磁共振技术已在医学、化学和油田勘探开发等 领域得到了广泛应用。
录井方法与原理
主编 刘强国 朱清祥
石油工业出版社
第3章 现场光谱录井分析仪
本章主要内容
凡是根据物质发射的辐射能或辐射能与物质相互作用而建立 的分析方法，统称为光学分析法。 光学分析法分为光谱法与非光谱法两类。 当辐射能与物质作用时，物质内部能级之间发生量子化的跃 迁，测量由此而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度， 这类方法称为光谱法。 如果辐射能与物质相互作用时，不包含物质能级之间的跃迁， 电磁辐射只改变了传播方向或其他某些物理性质，如折射、偏 振等，这些方法属于非光谱法。 本章主要介绍：现场定量荧光录井仪、现场核磁共振录井仪 这两种利用光谱分析技术进行录井仪器。
3.1 现场定量荧光录井仪
3.1.1 分子荧光光谱分析
某些物质的分子在吸收相应能量后，会跃迁到 较高的电子激发态，在返回基态的过程中，会 伴随有光辐射，这种现象称为分子发光。 利用分子发光的机理建立起来的分析方法称为 分子发光分析法。 物质因吸收光能而激发发光的现象，称为光致 发光。分子荧光和分子磷光都属于光致发光。 不同分子结构的物质，所吸收光的波长和发射 的荧光波长也有所不同，利用这个特性，可以 定性地对物质进行鉴别。
综合录井仪工作原理
标定示意图
（五） 电导率传感器
该传感器用于测量钻井液的导电能力。 因该传感器可检测入口电导和出口电导，所以只 需将传感器分别装在泥浆罐的泥浆进口处和出口 处即可。安装时要把探头全部浸泡在泥浆中。 注意 探头的污染及泥皮影响测量的准确性,因此每次使 用完毕后,应注意立即将附着的泥浆冲洗干净。探 头上带有干涸的泥浆就投入使用是不能允许的。
示意图
标定示意图
（四） 密度传感器
泥浆密度是实现平衡钻井，提高钻井生产效率的重
要因素，也是反映钻井安全生产的重要因素。在钻井生 产过程中，及时而准确地取得密度变化的实时数据，具
有很重要的意义。正常情况下，出口泥浆密变应略高于
进口泥浆密度。但是当井内有高压层，气体或地层水进 泥浆时都会使其密度减小。因此，测量进出口泥浆密度， 可以预报井内的异常情况。
井监控目的的一项随钻石油勘探技术。应用综合录
井技术可以为石油天然气勘探开发提供齐全、准确 的第一性资料，是油气勘探开发技术系列的重要组 成部分。该项技术在国外—般称泥浆录井 (Mudlogging) 。
综合录井是一项集应用电子、传感器、气相 色谱分析、计算机数字采集处理和地质、钻 井工程系统评价技术于一体，并进行连续随 钻录井和钻井过程监控的综合应用技术。
综合录井主要作用及功能
综合录井技术的主要作用：随钻录井、实时钻井 监控、随钻地质评价及随钻录井信息的处理和应 用。 综合录井技术的特点：录取参数多、采集精度 高、资料连续性强、资料处理速度快、应用灵
活、服务范围广等。
• 综合录井录井项目 ： • 地质录井：泥（页）岩密度测量、碳酸岩分析等 • 钻井液录井：温度、密度、电导、池体积、流量 等 • 工程录井：立压、套压、大钩负荷、扭矩、转盘 转速、泵冲等 • 气测录井：全烃、烃组分、CO2、H2S等
核磁共振录井原理及技术简介
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
杂乱排列的氢原子
2、核磁共振基本原理
(after Coates et al., 1999)
自旋具有上、下两个方向
2、核磁共振基本原理
其中： k = 玻耳兹曼常数 T = 绝对温度 (开氏) h = 普朗克常数
I =原子核的自旋量子数
0t2mst2ms油质变轻油质变轻3谱图信息及分析参数的含义常规物性参数常规物性参数饱和岩样饱和岩样孔隙度孔隙度10000atdt20001100tsv222???????????????????????120120160渗透率nmrcnmrffikbvi???80amplitudet2cutoff可动流体饱和度2maxtma22x01100cutoffttatdtffiatdt01110100100010000040束缚流体饱和度22maxt0101100cutofftatdtbviatdtt23谱图信息及分析参数的含义含油饱和度含油饱和度2maxt2maxto0100100tdtto?oatdtsaad?200ow0tow120160legendoilwateroil度幅度盐水饱和后的测试盐水饱和后的测试80water锰水浸泡后的测试0101111010100100100010001000010000040oilt2ms4mrmltm的技术特点齐备的样品预处理装置齐备的样品预处理装置样品质量样品质量样品用量样品用量体积测量体积测量饱和程度饱和程度表水去除表水去除4mrmltm的技术特点高性能的技术指标高性能的技术指标信噪比te4mrmltm的技术特点强大的处理功能强大的处理功能3个截止值3种测量模式4种岩性模型背景噪声清零重新计算功能4mrmltm的技术特点梯度场技术梯度场技术new5结束语推动了录井技术的发展弥补了地球物理方法的不足提高深部储层落实程度为现场决策为现场决策完钻讨论试油讨论提供可靠指导提完钻讨论试油讨论提供可靠指导提高勘探成功率提高勘探开发效益
综合录井仪讲座
THANKS
感谢观看
案例一
在某深井钻探项目中，综合录井仪实 时监测钻压、钻速、扭矩等参数，及 时发现钻头磨损和钻遇复杂地层的情 况，有效预防了钻井事故的发生。
案例二
在某浅层钻井作业中，综合录井仪通 过监测地层位移和压力变化，成功预 警了井壁失稳的风险，采取相应措施 避免了坍塌事故。
钻井液性能检测案例
案例一
在某超深井钻探中，综合录井仪对钻井液的密度、粘度、pH 值等性能参数进行实时监测，确保了钻井液性能的稳定，降 低了复杂情况的发生。
按照操作步骤，进行仪器的基本设置和调试，确保仪器正常工作。
使用与操作
熟练掌握仪器操作界面和功能键，了解各功能模块的作用和使用方法。 根据实际需求，选择合适的参数和测量方法，进行数据采集和处理。
定期结果可靠。
维护与保养
01
定期清洁仪器表面，保 持仪器整洁、干净。
综合录井仪可以同时监测 多种参数，为钻井工程提 供全面的数据支持。
能够实时采集、处理和传 输数据，帮助工程师及时 掌握钻井情况。
传感器精度高，能够准确 反映地层特性和钻井状态 。
具备抗干扰、防震、防水 等功能，适应各种恶劣的 钻井环境。
综合录井仪的应用范围
油气勘探
综合录井仪是油气勘探过程中不可 或缺的仪器，用于监测和记录地层 参数，评估油气藏特性和资源量。
控制系统
通过软件界面实现参数设 置、控制指令发送等功能， 可远程控制综合录井仪的 运行。
人机交互
良好的显示与控制系统有 助于提高操作人员的效率 和准确性，降低操作难度。
电源与辅助设备
电源供应
为综合录井仪提供稳定的电源， 确保仪器在钻井过程中的连续工
作。
防爆设计
录井仪
录井仪常用标定方法及最佳使用方式正确对录井仪的探头测量参数进行标定，是综合录井基础工作的重要组成部分，是为科学决策提供齐全、准确资料的强有力保证。
大多数录井仪，提供了当前值法、最大值法和两（多）点法共3种标定方法。
一．标定原理及优缺点录井仪使用的绝大多数探头为输出4—20mA电流信号，进A/D转换为0—5V的电压信号。
如果探头输出的最小电流信号小于4mA，将可能导致录井仪无法采集录取参数的最小值，这时应调节探头的零位，使之输出的最小电流信号大于4mA；如无调零电位器，应在探头串接电阻（大小用欧姆定律计算），保证输出的最小电流信号大于4mA。
1.1 当前值法该方法是以当前工作电压和当前参数值为一点，电压为0V和参数值为0时为另一点，在二维坐标上建立线性方程。
为叙述方便，假设探头的测量范围为0—10。
在图1中，曲线a为探头的理想化工作曲线；曲线b1或曲线b2为探头的实际工作曲线；曲线c为探头使用当前值法建立的工作曲线。
从图中可以看出，随着测量电压漂移标定电压距离的增大，测量参数的误差随着增大。
1.2 最大值法该方法是以满量程工作电压5V和满量程参数值为一点，电压为0V和参数值为0时为另一点，在二维坐标上建立线性方程，标定工作曲线实际上就是探头的理想化工作曲线。
在图2中可以看出，当探头的实际工作曲线b1或曲线b2跟探头的理想化工作曲线a（标定工作曲线c）相关性较差时，测量值跟实际值的误差基本上无规律可言。
1.3 两（多）点法该方法是以第一点的工作电压和第一点的参数值为一点，第二点的工作电压和第二点的参数值为一点，在二维坐标上建立线性方程。
在图3中可以看出，探头的实际工作曲线b跟探头的标定工作曲线c完全吻合，随着测量电压的变化，测量值跟实际值完全相符。
二. 最佳使用方式从3种标定方法的原理上分析，两（多）点法是最精确的标定方法。
但部分探头随着工作环境的变化、累计工作时间的延长或施工环境的复杂，造成工作性能下降或无法重新进行两（多）点法标定，需要使用其他标定方法进行补充。
石油录井绞车的工作原理
石油录井绞车的工作原理
石油录井绞车是用于升降油管、钻杆和其他工具的设备。
它的工作原理如下：
1. 绞车系统：石油录井绞车由一台绞车主机和一个绞车头组成。
绞车主机由电动机、齿轮系统和制动器组成，用于提供驱动力。
绞车头则由滚筒组、钢丝绳和滑车组等部分组成。
2. 钢丝绳：钢丝绳通常采用非旋转结构，具有高强度和耐磨性。
它被安装在绞车主机和绞车头之间，起到传递动力和升降物料的作用。
3. 绞车动力传递：绞车主机通过电动机提供动力，经过齿轮系统的速比转换后，将动力传递给绞车头。
绞车头将动力传递给滚筒组，通过回转滚筒的方式将钢丝绳升降。
4. 绞车操作：绞车操作一般由操作人员通过控制台或遥控器进行控制。
操作人员可以控制绞车的上升、下降、停止等动作，根据需要调整升降速度和力量。
5. 安全控制：绞车通常配备有制动器和安全装置，以确保安全操作。
制动器可以在需要时快速刹车，防止绞车滚筒回转，保持物料的位置稳定。
安全装置可以监测绞车的工作状态，一旦发现异常情况，将立即停止绞车的运行。
总体来说，石油录井绞车通过电动机和齿轮系统提供动力，通过钢丝绳和滚筒组
完成物料的升降，通过制动器和安全装置确保安全操作。
它是石油录井过程中必不可少的设备，提供了有效的升降和运输解决方案。
录井仪器原理课设PPT
1、硬件电路设计
(1)超声波发射电路：
超声波发射电路原理图
1、硬件电路设计
(1)超声波发射电路： 发射电路主要由反相器74LS05和超声波换 能器构成，单片机P1.0端口输出的40kHz方波 信号一路经一级反相器后送到超声波换能器的 一个电极，另一路经两级反相器后送到超声波 换能器的另一个电极，用这种推挽形式将方波 信号加到超声波换能器两端可以提高超声波的 发射强度。输出端采用集成运放构成的比例放 大电路，用以提高驱动能力。 上拉电阻R33、R37可以提高反相器74LS05 输出高电平的驱动能力。
课程设计内容
二、绞车传感器的设计
工作原理：
绞车传感器的工作主要是实现方向判断（鉴相）和脉冲计数。 脉冲计数：分别对两路脉冲信号进行计数，正转时计数累 加，反转时计数递减，再由录井程序根据脉冲计数计算出深 度值或大钩高度。为了提高精度，一般是对两路信号波形中 的边沿（上升沿或下降沿）计数。所以在计数前需要对两路 绞车信号进行取沿处理。即倍频处理。
1、硬件电路设计
(2)超声波接收电路：
555定时器组成的施密特触发器
1、硬件电路设计
(3) 1602液晶显示电路：
1、硬件电路设计
(4) 按键控制：
1、硬件电路设计
(5) STC89C52单片机最小系统：
1、硬件电路设计
(6) USB-RS232转换电路：
PL2303 是Prolific 公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个 RS232 全双工异步串行通信装置与USB 功能接口便利连接的解决方案。该器件内置 USB功能控制器、USB 收发器、振荡器和带有全部调制解调器控制信号的UART， 只 需外接几只电容就可实现USB 信号与RS232 信号的转换，能够方便嵌入到各种设备； 该器件作为USB/RS232 双向转换器，一方面从主机接收USB 数据并将其转换为RS232 信息流格式发送给外设；另一方面从RS232 外设接收数据转换为USB 数据格式传送 回主机。这些工作全部由器件自动完成，开发者无需考虑固件设计。
地质录井方法与技术3
3、油气水层评价
•（1）可动水分析法评价油气水层的理论
• 在地层条件下，油、气、水层的动态规律一般 服从于混相流体的渗流理论。因此一个储层到 底是产油气、产水还是油水同出，归根结底取 决于储层油、气、水相渗透率的大小。而决定 储层中油、气、水相渗透率的主要因素是岩石 的绝对渗透率以及储层中油、气、水的饱和度 大小。对于某一储层，由于岩石的绝对渗透率 已定，因而决定流体相渗透率的因素为储层中 各流体的饱和度。
• 空白分析—校正基线； • 标样分析—建立样品烃类含量的标定标准； • 样品分析—分析样品中的烃类含量。
二、岩石热解地化录井储层评价
• 1、岩石热解地化录井储层评价原理
• 岩石热解地化录井储层评价是1990年以后国内迅速发
展起来的一门技术，其评价原理是岩石中含有的油气经高 温热、裂解，在不同温度区间产生低分子烃类物质，被岩 石热解地化录井仪器接收、检测，得到原油轻、重组分含 量和裂解烃峰顶温度。仪器检测到的岩石中轻、重组分含 量经校正、恢复后，可得到地下原始状态下岩石的含油量。 结合储层的物性参数、有效厚度以及原油有关参数，能够 计算出储层的含油饱和度，进而应用多参数储层评价模型 判断储层含油特征，评价储层的原始含油级别以及储层储 量和产量的预测。并应用原油轻、重（组分）比参数定性 评价储层中的原油性质。
2、岩石热解地化录井仪器的分析原理
（1）仪器的分析流程
• 在特殊裂解炉中对定量的生油岩和储油岩样 品进行程序升温烘烤，使岩石样品中的烃类和 干酪根（生油母质）在不同温度范围内挥发和 裂解，通过载气（H2或He）的吹洗使其与岩 石样品实现物理分离，由载气携带直接进入氢 焰离子化检测器（FID）进行定量检测，检测 结果经气电转换将烃类浓度的不同转变成相应 的电信号的变化，经放大进入计算机进行运算 处理，得到烃类各组分含量和裂解烃峰顶温度。 仪器的分析流程如图4-3。
测井仪器系统的基本构成原理
测井仪器系统的基本构成原理测井仪器系统是用于地质勘探和石油工程中的一种重要设备，其主要由传感器系统、数据采集系统、电源和通讯系统、仪器外壳和机械结构以及软件处理系统等构成。
1. 传感器系统传感器系统是测井仪器系统的核心部分，主要作用是采集井下地质信息。
该系统包括多种传感器，如温度、压力、电阻率、声波速度、核磁共振等，根据实际需求选择合适的传感器。
在测井过程中，传感器将采集到的数据转化为电信号或数字信号，传输给数据采集系统。
2. 数据采集系统数据采集系统接收传感器传来的信号，通过多路复用器和放大器对信号进行预处理。
随后，系统将信号转换为数字信号，通过数据总线传送给主控计算机。
数据采集系统的精度和稳定性对测井结果具有重要影响，因此，系统一般采用高精度的数据采集卡和高效的算法进行数据处理。
3. 电源和通讯系统电源和通讯系统为测井仪器系统提供稳定、持续的电源，并确保数据传输的可靠性和稳定性。
一般来说，测井仪器系统采用电池组或车载电源，提供稳定、可靠的电源保障。
通讯系统则采用串口通讯、以太网通讯等多种通讯方式，实现数据的实时传输和处理。
4. 仪器外壳和机械结构仪器外壳和机械结构作为测井仪器系统的载体，对系统的稳定性和耐用性具有重要影响。
一般来说，外壳采用坚固、耐腐蚀、防水的材料，保证仪器在恶劣环境下能够正常工作。
机械结构则采用优化设计，确保仪器在高温、高压等恶劣条件下的稳定性和耐用性。
5. 软件处理系统软件处理系统是测井仪器系统的控制中心，负责数据处理、显示和存储。
该系统主要包括主控计算机、数据存储和处理软件等。
主控计算机通过接收数据采集系统的数据，对数据进行实时处理、分析和存储。
数据存储和处理软件则根据实际需求进行开发，实现数据的可视化、处理和导出等功能。
此外，软件处理系统还需具备强大的抗干扰能力和稳定性，以确保在恶劣的测井环境下能够可靠运行。
总之，测井仪器系统的基本构成原理是传感器系统采集数据，数据采集系统处理数据，电源和通讯系统提供稳定的电源和数据传输，仪器外壳和机械结构保证系统的稳定性和耐用性，而软件处理系统则实现数据的处理、显示和存储等功能。
石油天然气地质与勘探岩石热解地球化学录井
量,mg/g;
S2— 300—600℃ 时 检 测 到 的 单 位 质 量 储 层 岩 石 中 烃 类 含 量,mg/g;
S11— 90—200℃ 时 检 测 到 的 单 位 质 量 储 层 岩 石 中 烃 类 含
量,mg/g; 汽油峰
2020/8/1
（三）录井参数及意义
• 储集层岩石热解录井分析参数的含义
应用效果
2020/8/1
1958.50-1985.30m分析样品91块，计算地化 轻重指数比：1.1，判断原油性质接近重稠 油；计算Pg＝3.94 mg/g,根据原油性质结合 上述图版判断含油气丰度较低；其主要峰形 特征为可溶烃峰（S1）值和热解烃峰（S2） 值较低，S2的峰形低扩，说明重质的成分 C33以后均匀分布，分析为残余油，后对 1958.09－2006.69 m试油： 12mm油嘴，油 花，水104方，为含油水层，原油密度：
取分析样品（生油岩和储油岩），置入特制裂解炉中对样 品进行程序升温，使岩石样品中的烃类和干酪根（生油母质） 在不同温度范围内挥发和裂解，通过载气的吹洗使其与岩石样
品实现物理分离，由载气携带直接进入氢焰离子化检测器（FID
）进行定量检测，检测结果经气电转换将烃类浓度的变化转变 成相应的电信号的变化，经放大进入计算机进行运算处理，得
到烃类各组分含量S0、 S1、 S2、 S4和裂解烃峰顶温度Tmax。
一个分析流程大致需要12－13min。
2020/8/1
仪器的分析流程
2020/8/1
数据处理方法
面积积分定量法
根据分析样品的出峰面积大小确定物质的含量， 而出峰的面积采用定基线、定时间窗口的方法进行 积分，在相同操作条件下，用已知参数的标准物质 响应值标定未知参数分析样品的含烃量，即外标法。
综合录井仪器概述
（2 ）、录井设备有向小型仪器发展的趋势
国外公司以市场为导向，以盈利为目的，在价格昂贵 的大型仪器无本质变化的情况下，不愿加大资金的投人去 研制完全新型的录井仪器，而向小型仪器发展势在必行。 法国地质服务公司推出的 ALS—V 是一种用于监测钻 具振动的装置， ALS—K 是用于压力监测的小型仪器，可 单独使用，也可与录井仪配套使用，但可供单体设备销售。 美国Petron公司，既生产大型录井仪，又生产只测量 气体组分、部分钻井参数的仪器，租给油公司使用，不必 24h有人看管，一周检查一次即可。这种仪器使用方便、租 金便宜，很受油公司欢迎。
四、综合录井发展展望
伴随国际石油工业迅猛发展，也给石油技术服 务拓展了空间，录井的发展趋势日益显现。 1 、录井技术向高精新方向发展 随着世界油气资源勘探领域日趋复杂化，促使 录井技术也不断向前发展，大量的前沿科技不断地 渗透录井技术，如谱图分析技术、伽马岩性分析技 术、核磁共振技术、超声波技术、碳酸盐岩岩性分 析技术、钻具振动分析等已在录井领域逐步得到运 用和推广，现代录井技术正发生一场技术更新。
从信息类型上分为：钻井工程信息、地质剖 面信息、地下油气水信息。 从构成上分为：录井信息的数据采集技术系 列；录井信息数据的传输技术系列；录井信息数 据管理与应用技术系列。
软件目前主要有在 WIN98 、 WIN2000 操作系 统下各硬件及软件生产厂家自己开发的采集系统和 处理系统；国外比较典型的有法国的 ALS —2 型 和美国的 SDL —6000、 SDL — 9000 ，以及近年 推出最先进的 Ad — vantage 录井仪硬件和软件； 国内较为典型的有上海 SK 软件和新生代的软件。
录井仪器原理(3)
2.3 现场气体录井气相色谱分析系统
现场气体录井中所用的气相色谱分析系统，主 要用来分析随钻井液上返到地面的地层释放气 体。 地层气主要有烃类气(C1～C5)、非烃气（H2、 CO2）等。 地层气体表征了地层含油、气、水的特性。 对地层气的检测与分析，是综合录井中的一项 非常重要的关键技术和手段。
2.3.2 现场烃类气体录井
2. FID气相色谱分析仪的样品预处理系统 SK-9G01 样品预处理器处理“泥浆脱气、采样 袋（注入）、零空气、标准气样”等不同气样 时，面板各状态操作位臵为：
2.3 现场气体录井气相色谱分析系统
2.3.2 现场烃类气体录井
3. FID气相色谱分析仪的分离与分析系统 ⑴ 分离方法和过程 SK-3Q 系列气相色谱仪组分的分析流程属于双 柱、单定量管、单流程气路结构，整个分析周 期还包括对重组份的反吹。
2.3 现场气体录井气相色谱分析系统
2.3.2 现场烃类气体录井
4. FID气相色谱分析仪的硬件系统 现场录井所使用色谱仪中的硬件系统一般分为 两种：基于单片机控制的硬件系统；基于嵌入 式处理器控制的硬件系统。
2.3 现场气体录井气相色谱分析系统
2.3.2 现场烃类气体录井
4. FID气相色谱分析仪的硬件系统 ⑴ 基于单片机的控制系统 系统包括单片机控制电路、微电流放大电路、 A/D转换电路、驱动电路、气体流速检测电路 、电源供电等电路。控制流程如下图。
2.3 现场气体录井气相色谱分析系统
2.3.1 钻井液中气体的采集方法
2. 脱气器的发展 ⑵ 动力型脱气器 将动力装臵(电动机)引入脱气器。 通过电动机搅拌破碎钻井液，在气测仪中的样 品泵抽吸下使钻井液中的气体负压脱出。 由防爆电机、搅拌棒、钻井液室、钻井液破碎 挡板、电动脱气器集气室及安装支架等部分组 成。 脱气效率较高，约20%。
综合录井技术基本原理及资料应用
2021年2月7日
地质录井处
27
综合录井基本原理及资料应用
● 钻井液电导率传感器
基于电磁感应原理。在两只平行叠入的磁环上绕有初、 次级两个线圈，初级馈以等幅稳频的正弦波激励信号，次 级的感应信号将随通过两线圈的闭环环路的电导率高低而 变化。
测量范围：0-300Ms/cm 精 度：5% FS 安装位置：泥浆罐及出口管线
2021年2月7日
地质录井处
20
综合录井基本原理及资料应用
2021年2月7日
地质录井处
21
综合录井基本原理及资料应用
● 池体积传感器
该传感器实际上是一种高度传感器，传感器内部装有2 米长的测量杆，测量杆上每隔1cm装有一只15Ω电阻和一只 干簧管，外部套有一只带磁环的浮球，浮球在测量杆上移 动时，吸合该位置上的干簧管，从而引起总的电阻值变化， 把此电阻经接口电路转换成电信号，就可测得液面高度， 根据底面积，便可求得体积值。
2021年2月7日
地质录井处
37
• Sds绝对是假的
么么么么方面
综合录井基本原理及资料应用
下图是SLZ-2A综合录井仪组分分析仪的最小检测浓度实验结果:
2021年2月7日
地质录井处
39
综合录井基本原理及资料应用
● 全烃通道
ａ．最小检测浓度：100ppm ｂ．测量范围： 100%
ｃ．重复性误差：<=3%
综合录井技术
基本原理及资料应用
刘强国
2021年2月7日
地质录井处
1
综合录井基本原理及资料应用
主要内容
● 综合录井发展历史 ● 综合录井仪基本原理 ● 综合录井资料应用
2021年2月7日
录井超声波池体积传感器原理
录井超声波池体积传感器原理小伙伴们！今天咱们来唠唠录井超声波池体积传感器的原理，这可是个很有趣的小玩意儿呢。
咱先来说说超声波是啥。
你可以把超声波想象成一种超级厉害的小波浪，只不过这个波浪我们人耳听不到，它的频率可高啦。
就像有一群特别活跃的小精灵，在那里快速地振动着，然后欢快地跑出去探索世界。
那这个超声波在录井超声波池体积传感器里是怎么工作的呢？你看啊，在这个传感器里有一个超声波发射装置，这个装置就像是一个小小的魔法发射器。
它会定期地发射出这些超声波小精灵。
这些小精灵呢，就朝着超声波池里面冲过去啦。
当超声波小精灵碰到池壁的时候，就像是调皮的孩子撞到了墙上一样，它们会被弹回来。
这时候呢，就有一个超声波接收装置在那里等着它们。
这个接收装置就像是一个温暖的小窝，把弹回来的超声波小精灵接住。
然后啊，这里面就有个很巧妙的事情啦。
从超声波发射出去到被接收回来，这个时间是可以被测量出来的。
你想啊，超声波在池子里跑了一个来回，就像小蚂蚁从一个点跑到另一个点再跑回来一样。
这个来回所用的时间，就和池子的大小有关系啦。
如果池子比较大，那超声波小精灵跑的路程就长，回来的时间就长一点；要是池子小呢，路程短，回来的时间也就短啦。
咱们再从科学的角度稍微深入一点点哈。
根据这个时间，再结合超声波在这种介质（就是池子里的液体之类的东西）里传播的速度，就可以算出超声波传播的距离啦。
这个距离可不得了，因为它能反映出池子的一些关键信息呢。
你看，这个传感器就是利用了这种超声波传播时间和距离的关系，来知道超声波池里的一些情况的。
比如说，要是池子里的液体体积发生了变化，那超声波小精灵跑的路程就会跟着变啦。
可能液体多了，池子就被填满了一些，超声波传播的距离就短了一点；液体少了呢，路程就长一点。
通过这种细微的变化，传感器就能检测到体积的变化啦。
而且啊，这个传感器特别聪明的地方在于它可以很精确地测量呢。
就像一个超级细心的小管家，一点点的变化都逃不过它的眼睛。
综合录井仪视频培训教程技术资料
综合录井仪视频培训教程技术资料综合录井仪视频培训教程传感器部分一、绞车传感器1、原理及功能绞车传感器是由转子和定子两部分组成，在定子槽中有两组电子元件，转子则是一个镶嵌12块磁铁的圆环, 当绞车轴转动时，转子跟随转动, 转子上的磁铁就不断从两组霍尔元件上面扫过，于是，从两个信号线输出端产生了相位相差90度的脉冲信号, 该信号经处理后输入给计算机，计算机根据相关参数把它转变成大钩高度的变化，从而测出钻头位置和井深。
2、技术指标A:工作电压： DC 5V－15VB:输出信号: 脉冲信号（12个脉冲/转）3、绞车传感器好、坏的判别绞车传感器一般有四根线：1：电源十、2:信号、3:电源-、4：信号。
用数字万用表可初步判断出绞车传感器好坏。
1、将数字万用表调到二极管档。
2、红（黑）表笔接任意一电源线，黑（红）表笔分别接两信号线，所测出的两阻值应非常接近；同时红表笔接电源正, 黑表笔接电源负所测的阻值要大于反过来的阻值。
同时满足这两个条件的传感器，可判断为好的传感器。
4、绞车传感器电源线与信号线的判别绞车传感器一般有四根线：1：电源十、2:信号、3:电源-、4：信号。
当绞车传感器电源线与信号线无法分清时, 可用数字万用表的二极管档来判别。
首先用红表笔接定任意一线不动，黑表笔分别接其他三线，测得三组数值，如果三组数值中没有两组相等（个位可以有差别）的，则更换与红表笔相接的线，继续测量，直到三组数值中有两组相等时为止，此时红表笔所接线为电源线，黑表笔测得数值相等的两线为信号线，余下的一线是另一电源线；然后用红黑两表笔交叉测量两电源线，测到二组数值，数值大时红笔所接线为电源正，黑笔为电源负。
5、绞车传感器在线测试若要准确判断出传感器的好坏，必须进行通电测试。
测试所需的工具有：开关电源、数字万用表、螺丝刀、传感器。
①、把传感器的电源+、电源-分别接在开关电源的5V 和GND 上。
②、数字万用表打在直流电压档位，红表笔接接任一信号线，黑表笔电源负端，接通开关电源，转动绞车传感器，万用表上会产生0－5V 的电压变化；若红、黑两表笔都接在信号线上，万用表上会产生－5V －0V －5V 的电压变化，这表明传感器性能良好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、填空题（13分）
1.光生电子：当有光照射在P型半导体上，由光电效应产生电子-空穴对（光生电荷）。
在外加的栅级电场作用下，空穴流入衬底，此时的电子被称为光生电子。
2.步进电机的驱动电路一般由变频信号源、环形分配器、功率放大器三大部分组成
3.X射线录井包括X射线荧光光谱（XRF）录井和X射线衍射光谱（XRD）录井
D图像器件在既无光注入又无电注入的情况下，光耦合器件的输出信号称为暗信号，由暗电流引起的。
二、简答题（20分，每小题5分）
1a. 什么是热电偶的热电效应？
当两种不同的导体A和B相互紧密连接在一起，组成一个闭合电路时，若两个接点的温度不同（设t>t0），回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点温度有关的电动势，从而形成电流，这种现象称为热电效应
1b. 热电偶是利用中间导体定律来测量温度的，请简要说明什么是热电偶的中间导体定律？
在热电偶的测温回路中引入第三方导体，只要其两端温度相同，则第三种导体对回路的总电动势没有影响，这就是热电偶的“中间导体定律”
2.超声泥浆体积计算（A、B数据不同）
h=ct/2 H=Ho--h=Ho--ct/2
3a. 什么是岩屑成像录井？岩屑成像录井有什么作用？
岩屑成像录井是利用光电技术、机电控制技术和图像处理技术，将岩屑转化为以图像为核心的数字信息储存在计算机中，能够对具有高保真度的岩屑图形进行永久保存和有效管理，便于研究人员观察和分析，现场识别录井岩屑岩性和含油性，实时自动生成岩屑成像分析报告和成像录井综合图，为建立岩屑数据库管理系统提供信息化数据
3b. 什么是岩心成像录井？岩心成像录井有什么作用？
岩心成像录井指在钻探现场或岩心库房，应用岩心成像录井仪采集岩心表面彩色数字图像，并通过专业软件的图像处理技术构成三维立体图像。
实现岩心的定量分析（包括裂缝、孔洞、粒度）及沉积构造分析，永久性保存宏观岩心图、文资料。
充分利用岩心图像资料并于其他资料结合，为地层解释评价、研究复杂的地下地质结构、构造等提供更加丰富、可靠的原始资料，为决策部门正确决策提供更科学的依据。
4a. 下图是硫化氢检测仪敏感元件的测量示意图，请简要描述其检测原理。
硫化氢气体扩散入传感器后在感应电板上发生氧化还原反应，两板间产生电流，该电流值对应于硫化氢浓度，外部电路中接入负载电阻即可检测到该电流。
感应电极发生的氧化反应:负极发生的还原反应
总反应：
三、电路分析（22分，第一图10分，第二图12分）
1. 放大调理（电路各部分的功能、两个电位器的作用），电压/电流转换（分析电压/电流转换的原理）
铂电阻采用三线制接法接入测量电桥中，以减少铂电阻的连接线引起的测量误差。
电桥输出的电压先运算放大器A1构成的差分放大电路进行放大，然后经A2构成的有源低通滤波器调理、滤波，除去无用的杂波后送后级电力处理。
在t=0时，调节RP1使电路输出Uo=0.4V ；在t=150℃时，调节RP2使电路输出Uo=2.0v 。
两线制V/I 变换电路的作用是将输入0.4~2v 的电压转变成4mA~20mA 的电流信号，其工作原理为：当输入端为V o 时根据运算放大器虚短的原理，A 点的点位为0，B 点的点位为-Vo ，则有S R RS S R V R V I I I //0202+=+=,因为R2>>RS ，则100//00V RS V I S =≈。
则当V o=0.4v ，Is=4mA ，当V o=2v ，Is=20mA
2. 分析脉冲宽度调制测差分电容的原理并画波形图（A 、B 的波形要求不同）
电路通电前，电容C1、C2未充电，M 、N 点的点位为0。
刚通电时，由于M 、N 点的点位为低电平，则两个比较器的输出都为高电平，双稳态触发器的两个输入都为1，输出保持原来的状态不变。
假定刚通电时，双稳态触发器的输出Q=0，Q 非=0，则A 点的为高电平、B 点的是低电平。
A u 经过R1对电容C1充电，使M u 升高。
随着充电过程的延续，M 点的点位逐渐升高。
当充电到使M 点的点位高于参考点位r u 时，比较器A1的输出变为低电平，是双稳态触发器翻转。
这时，A1为低电平，C1通过D1迅速放电，使M 点电位很快变为低电平，比较器A1的输出变为高电平，使双稳态触发器稳定在原来状态不变。
此时，由于B 点为高电平，则电路通过R2对C2进行充电，过程与R1对C1充电和放电过程一致。
（图手画）
四、气路分析（10分）
气测十通阀气路走向（预分离阶段、进样反吹分析阶段）
预分离阶段：样品气；样品其入口—组份样品气阻—十通转阀1孔—2孔—样气放空
氢气第一路：氢气入口—组分稳压阀—载气1气阻—十通转阀9孔—10孔—定量管—十通转阀3孔—4孔—预切柱—十通转阀8孔—7孔—主柱—组分FID
氢气第二路：氢气入口—组分稳压阀—载气2气阻—十通转阀6孔—5孔—氢气放空
进样反吹分析阶段：样品气：样品气入口—组份样品气阻—十通转阀1孔—10孔—定量管—十通转阀3孔—2孔—样气放空
氢气第一路：氢气入口—组分稳压阀—载气1气阻—十通转阀9孔—8孔—预切柱—十通转阀4孔—5孔—氢气放空
氢气第二路：氢气入口—组分稳压阀—载气2气阻—十通转阀6孔—7孔—主柱—组分FID
助燃空气：空气入口—组分助燃气—组分FID
五、仪器原理描述（20分，每小题10分）
1. 定量荧光（画出二、三维定量荧光总体结构图，说出与另两种的区别）
二维定量荧光只能用激发波长为254nm 的激发光，光栅接受200nm~600nm ，而三维定量荧光可选200nm~800nm 的激发光，可接受200~800nm 范围的发生荧光。
单点测定型仪器简单、无荧光光谱，提供的数据信息量有限。
2a. 请画出核磁共振录井仪的基本组成结构，并描述其工作流程。
当仪器工作时，由采集模块控制直接数组合成模块发射特定的脉冲信号，经过功率放大模块，对射频信号进行功率放大，并发给发射线圈，加载一个高电压，大电流的射频脉冲，产生电磁波照射在样品上，然后迅速转变为泄能状态，并由接收模块控制变为接受线圈控制。
接受样品返回的电磁波，通过放大后由模拟接收模块接收信号，由控制系统协调对射频信号进行A/D 转换和数据处理，并将数据送给PC 机进行后期分析处理
2b. 请画出气测录井仪的基本组成结构，并描述其工作流程。
当载气混合样品气同时进入气路系统，再将样品气送入色谱柱，样品气被柱内的担体吸附，在载气的冲刷下，逐渐分离，并一次进入检测器，在FID 中燃烧，产生微电流，经过电流放大器的放大，在通过A/D 转换之后送入计算机，经过计算机计算处理，输入到记录仪记录。
载气—气路系统—色谱柱—检测器—电路系统—计算机—记录仪
样品气↑（指向气路系统）
六、综合计算（15分）
大钩高度变化的计算
钻井平台悬吊系统的结构如图所示。
悬吊系统的坐标规定：大钩高度为纵坐标（单位m ），脉冲数为横坐标，其坐标原点定义为大钩高度为0（大钩位于转盘面）、计算机的计数值也为0的位置，大钩上升，计算机的计数值增加。
若滚筒长度为1.0m 、直径为0.5m ，大绳的直径为0.05m ，绞车每转一圈，传感器输出48个脉冲，大绳在滚筒上预留10圈。
假定计算机的计数值为3000，试求现在大绳在滚上属哪一层（10分）？若天车的变速比为8，计算机的计数值增加（或减少）20后，大钩的高度变化多少（5分）？
（1）滚筒上可以缠大绳 )(2005.01圈=÷
第一层缠满计数为 )(480
48*)1020(个=- 第二层缠满计数为 )(1440
480*20480个=+ 第三层缠满计数为 240048*2048*20480=++（个）
第四层缠满计数为 )3400(
48*2048*2448*20480个=+++ 2400<3000<3400 所以大绳缠在第四层。
（2）当计数增加20后，滚筒转过角度为12/524820ππ=⨯÷
则在第四层时，转一圈大绳移动 )05.0336.0(4⨯+⨯=πππD
则技术变化20后大绳移动4212/5D πππ⨯÷=。