LOGIQ双侧向测井仪的问题因素分析解析

LOGIQ双侧向测井仪的问题因素分析
刘祥文
摘要：LOGIQ双侧向仪器是青海事业部分别于2004年、2006年从美国HALLIBURTON
公司引进的基于网络测井的新一代电法测井下井仪器，在青海油田获得了广泛的应用，但随着仪器的老化，近几年该仪器出现的问题比较多。

特别是今年双侧向仪器的问题特别突出：表现在测井时双侧向仪器深、浅曲线突然消失，深侧向曲线没有幅度。

深浅侧向曲线不正确等问题和现象，本文针对这些问题进行深入的分析和探讨。

为今后LOGIQ双侧向测井仪器问题的快速解决以保证在仪器数量有限的情况下生产的顺利运行打下坚实的基础。

关键词：LOGIQ双侧向仪器网络问题分析探讨
引言
青海事业部的LOGIQ双侧向仪器由于性能稳定，测量效果良好，因此是服务于青海油田探井市场的主力仪器。

由于频繁使用。

今年测井过程中仪器问题比较多。

只有根据故障的原因，采取合适的方法有效地排除一切可能影响测井效果的因素，获得准确的测井曲线。

本文根据近年来特别是今年在仪修中所遇到的有关LOGIQ双侧向测井仪的问题及现象，以及所采取相应的解决方法，进行概要归总和分析探讨。

以便为今后的LOGIQ双侧向仪器的快速维修提供参考。

1、电极系的特点和基本测量原理简述
电流从电极A0、A3+ 、A3-、A4+和A4-流出在电极间产生不同的电位差，流出的电流回路是B电极。

测量的电压V0是由电压测量电路测量井下监督电极M2和地面参考电极N 的电压。

电流I0从电极AO射向地层同时I0被测量电路所测量。

深侧向原理图浅侧向原理图
图（1）双侧向电极工作原理
这样根据欧姆定律就可以求出地层电阻率：
ρ= K (V0/I0)
在式中：
ρ= 地层电阻率K= 仪器常数V0= 测量电压I0= 测量电流
双侧向测量两种地层地层电阻率：地层真电阻Rt和侵入带地层电阻率。

虽然深浅电阻率是同时测量的，但他们相互影响却很小，在电路设计上深侧向的频率为131.25Hz而浅侧向的频率为1050Hz。

电极A3+ 和A3-被用于向地层聚焦电流。

微小的电压加在A3+ 与A4+之间,来保持这两个电极之间的电位。

在测井时为了保持A3+, A3-, A4+, 和A4-等电位，建立了一套监督电极。

假如监督电极M1/M3 或A4/A*,有电位差，电流上或下偏离井眼，监督电极的电压上升或下降来保持聚焦路径迫使检测电流进入地层。

维持零电压在四个监督电极上。

假如I0流向A3+电极。

这个电压在M1+电极上比在M3+电极上大。

A*电极控制将提高A3+ 和A4+的电压。

这个提高的电压将使测量电流减少。

在M1+/M3+上恢复零电压。

同理，假如A*- 和A4-电极有电位差。

A3-电极控制调节A4-/A3-电极间的不同电位，假如必要A*控制板同时调节M1-/M3-的电压为零。

图（2）不同频率的检测电流与其探测深度的关系对于浅侧向来说聚焦电极A3+ 和A3-被A3 控制板所控制，以便M1/M2间电压差趋近于零。

浅的电流来自于A0且A3的回来是A4,由于回路电极相当靠近A0电极。

因此聚焦距离相当短，因此浅探测深度相对于深的来说也短。

2、电路介绍：
该仪器电路包括电源短接部分、电子线路部分及侧向电极中的前置电路部分。

(1)、电源部分
该部分产生仪器工作时所需的各种电源（正负15V，正负5V等）。

以及负责通讯的IN板。

MAU板、马达控制板等。

这部分不但负责给侧向的电子线路，侧向电极及微球仪器提供电源。

而且该短节中的马达控制板和IN板，分别给微球推收腿和把仪器中的模拟信号转变成数字信号送到遥传。

图（3）电源电路部分
(2)、电子线路部分
该部分为双侧向仪器电路的核心部分。

它包括：继电器驱动板、仪器的震荡器板、双侧向监督放大电路、A3控制板、A*控制板、辅监督控制板、A0控制板、I0测量板、V0测量板等
图（4）电子线路电路部分
A、继电器驱动板
用来建立各种操作模式，翻译仪器的工作状态。

它主要用EPLD这个集成块来驱动继电器,使仪器工作在所要求的状态.
B、仪器的震荡器板
该板的主要功能是才产生恒定幅度的正弦波用于A0, A3, 和A*控制板产生检测和聚焦电流。

该正弦波的频率分别是浅1050Hz和深131.25Hz
C、双侧向监督放大电路
仪器上有两块监督板，一块板用于探测探测M1+, M2+, 和M3+之间的电压。

另一块用
于探测M1-, M2-, 和M3-间的电压。

每一块监督板从电极的前置板中接收两个交流信号，用来检测前置板中由于I0引起的M1/M3的电位差是否存在。

如果存在深的用于驱动A4+电极，浅的用于驱动A3+电极
D、A3控制板
A3控制板的信号来自于双监督板和辅监控板。

它的作用是提升或降低在A3+和A3-上的深浅电压，假如是正电压控制电路将不断提高放大电压。

假如是负电压控制电路将不断降低放大的电压，假如是零，控制电路将不调整驱动水平。

E、A*控制板
该板不会影响浅侧向的测量，该板的功能是确定和建立深侧向驱动电平在A4+和上A4-的操作，最初的输入信号来自于M1/M3上的电位差，交流信号来自于电极前置和双监督电路的叠加，从A*输出深侧向变化幅度的正选波被A4放大提供给A4+电流
F、辅监督控制板
该板有两个同样的电路，分为上下电路，由于他们的功能都是一样的，因此只对上
A4+/A*+电路进行描述
从辅监督输出的电压被A3控制板用于驱动A3+ 和A3-电极. 辅监督控制板对浅测向的工作方式没有影响.
G、A0控制板
131.25-Hz 和1050-Hz深浅正旋信号驱动A0板并放大送到A0电极.在测井模式下,从A0控制板输出两个频率稳定幅度的深浅信号.当在刻度模式下时,输出信号将发生变化
H、I0测量板
该板的主要作用是:测量深浅电流值.它主要测量变压器次极A0的值,这个值通过滤波电路把深浅侧向值分开.分开的值被送到PSD进行校正后送到遥测系统和A0控制板. 这个信号就代表电流来测量深浅侧向地层的电阻
I、V0测量板
该板的作用是：通过M2-和地面N电极测量深浅侧向的电压。

这两个信号首先被放大然后带通电路分出深浅成分。

然后送到PSD进行校正后通过低通带通的处理得到Vod 和Vos,并送往地面设备。

(3)、双侧向电极部分。

该部分包括侧向电极的两个前置放大. 双侧向的两块前置板被放在侧向电极中，其中一
图（5）双侧向电极电路框图
块前置用于放大监督电极M1+, M2+, 和M3+的电压。

另一块用于放大下监督电极M1-, M2-, 和M3-的电压
3、LOGIQ双侧向仪器在青海油田应用中出现问题的因素分析。

我们在LOGIQ双侧向仪器测井过程中，发现有许多与地层电阻率无关的因素影响双侧向仪器测井效果，由于这些现象会使双侧向曲线失真，不能反映地层的真实情况，降低了双侧向曲线的使用效果，甚至造成双侧向曲线成为废品，因此，要正确判断并消除对双侧向曲线的影响因素，对双侧向曲线的影响因素有仪器本身原因和现场测井过程中的原因。

(1)、仪器本身因素
A、电源短节的影响
1）双侧向仪器在测井过程中掉通讯电源短节对通讯及微球推靠的影响
在测井过程中当遥传有通讯而双侧向无通讯时。

首先要判断“零表”是否有变化。

如果没有变化。

基本上电源工作是正常的，由于无通讯。

因此还要判断仪器中的同轴电缆上51欧姆的电阻是否正常。

他也是影响通讯的重要因素。

如果同轴电缆上的电阻正常。

那就是IN 板出了问题。

应对它进行维修或更换。

2）双侧向在测井过程中微球推靠打不开或收不拢
当微球推靠在地面打不开时，应先检查微球仪器，保证该仪器马达工作正常，仪器推靠部分没有被卡住。

然后检查电源短节到到微球的推靠线是否完好，如果这些都正常。

可以确定电源短节中的马达控制板工作不正常。

进行维修或更换。

3）IN板中的程序对测井的影响
在LOGIQ 测井过程中我们通过仪器的通讯窗口来观察仪器工作是否正常。

但有时仪器通讯正常，但无测井值传到电脑里面。

测出的曲线如下图所示：
图（6）IN板中的程序对双侧向曲线的影响
测出的深浅侧向是一条直线，首先排除遥传工作正常，否则测出的伽马曲线也将受到影响。

在井上我们怀疑是双侧向的电源或电极出了问题，引起深浅侧向的测井值都成固定的值。

但从地面的“零表”没有任何变化分析，电源应该工作正常。

因此怀疑是侧向电极出了问题。

在车间检查过程中，发现侧向电极工作正常。

最终我们确定能引起深浅侧向同时没有的只能是IN板出了问题。

且我们认为IN板电路本身是好的，只是里面的程序发生了错乱。

经过寄到哈里伯顿公司对程序删除重新写入现在该IN板工作正常
B、电子线路的问题
1）测井时只有深侧向无浅侧向
在测井时仪器工作正常，但在曲线上反映只有深侧向而无浅侧向。

在仪修车间进行刻度时。

我们发现浅侧向的电压值为零：由于深侧向工作正常。

因此电源应该工作正常。

由于V0板是负责电压采集的，因此更换V0板仪器工作正常。

仪器刻度时错误的刻度值仪器刻度时正确的刻度值
图（7）仪器的刻度值
2）测井时仪器档位的问题
在测井时发现仪器深浅侧向均没有值。

调的刻度档上仪器的刻度值也不正确。

（如下图所示：）
图（8）测井时档位发生了混乱
在测井档上。

深浅侧向均无值。

如下图所示：
不正确的双侧向高刻值不正确的双侧向低刻值不正确的双侧向测井值
图（9）双侧向各个档位的值
分析认为是负责调档的继电器的一个角在调档过程中被卡住，使之不能正常工作。

能影响深浅侧向调档是开关板，经检查是由于开关板上的一个场效应管工作不正常引起多路开关工作混乱使调档不正常。

经维修以后仪器工作正常：
3）侧向电极的问题
在测井过程中。

我们发现深侧向有时测井时。

曲线出现平滑无幅度。

如下图所示：
图（10）平滑的深侧向曲线
在仪修进行检查时发现仪器在测井档时深侧向不论在1欧姆还是100欧姆以至1000
欧姆时，他的测井值一点一点往上涨。

经过1分钟左右到达正常值。

这对于在测井时仪器以900到1000米的速度在上提。

因此仪器对地层的阻值没来得及反映就已经到下一个地层了。

所以测出的曲线很光滑。

对仪器进行检修发现侧向电极中的两个前置放大中的一个工作不正常。

导致仪器工作不正常。

（2）、双侧向电子仪与电极系配套的影响
在测井过程中，由于电子仪与电极系不配套而使双侧向仪器在某些地层曲线产生双轨，使所测的双侧向曲线不符合要求，这并不是说明该仪器是坏的，要消除此影响的方法有以下几种：
a、更换电子线路。

b、更换电极系。

（3）、现场环境因素
A、井眼的影响
深侧向受井眼影响小，浅侧向受井眼影响大，特别是井眼>>13英寸时，浅侧向探测范围有意义的部分被井眼占据，因此浅侧向读数值比深测向低得多，消除的方法是加偏心器。

B、井中泥浆的影响
在测井过程中，要注意泥浆是否在井中符合侧井要求，特别是井漏的井中，更要注意观察，如果井中泥浆由于井漏而在测量段无泥浆充满却被空气代替，则Rm的电阻将趋近无穷大，因此R将忽略不计，这样就反映不出地层的真实值，我们作业队在青海油田的大乌斯探区施工时就发生过这样的情况，所以消除这种影响的措施是在测井时随时观察井中泥浆情况，必要时请有关人员往井中注入泥浆。

C、漏电对曲线的影响
1）、仪器漏电对曲线的影响
在58252测北山某井时，测出的曲线如下图（10）所示：从图中可以看出深侧向曲线明显不正常。

在当时在井上我们进行了刻度，刻度值正常。

说明仪器电路工作是正常的。

怀疑是回来出了问题。

在仪修车间对仪器作PM1检查。

发现硬电极棒的13和7线与仪器的外壳绝缘性太低，而此处正好接的是深侧向的回路。

而13线正好是仪器的供电线，由于有电进入了回路，造成了深侧向值不正确，经过包扎处理，曲线正常。

图（11）井场漏电对曲线的影响
2）、工业迷散电流的影响
工业迷散电流引起的双侧向曲线的变形在曲线上表现为大小不等的不规则锯齿状变化，对深浅双侧向曲线均有影响如图（11），而且深度越浅影响越明显。

其原因是井场漏电，如井场附近有大型电力设备工作，如直流发电机，直流电焊机等工作时漏电产生直流或低频交流使地面电极(双側向参考电极)电位无规则变化，使电极之间产生电位干扰，削除或减小这种干扰的措施有以下几种方法：
a、停止井场附近电力设备的工作。

b、用本车自带电源进行施工。

另外，在下雨天要小心井场漏电，特别是在有抽油机旁边施工，这种情况我们经常遇到，双侧向应尽量安排在白天施工，避免受井场内别的电源影响。

4、结束语
双侧向测井受环境的影响因素很多，遇到影响情况出现，首先要分清影响原因，才能采取相应措施，以便获得满意的双侧向仪器测井效果。

同时，我也希望本文能为明年双侧向仪
器的快速维护提供思路.
参考文献
[1]冯启宁，<<测井仪器原理>>，石油大学出版社，1991年12月第1版，第1页到55页
[2]测井技术，VOL25 2001 NO.4
[3] HALLIBURTON , DLLTSERVMANUAL ,Manual No .770,08000,。