HKLOG過(guò)套管電阻率測(cè)井技術(shù)發(fā)展課件

海闊科技HaiKuoTechnologyCo.Ltd中國(guó).武漢WUHANCHINA過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)2014年6月

目錄

在鋼質(zhì)套管井中通過(guò)電法測(cè)井方式測(cè)量井筒外地層電阻率的方法,由于套管電阻率極低一般典型值為2×10-7歐姆.米,激勵(lì)信號(hào)會(huì)由于低電阻套管原因使得進(jìn)入地層信號(hào)及其微弱,與進(jìn)入套管的信號(hào)相差幾個(gè)數(shù)量級(jí).一直以來(lái)測(cè)井界都在不斷尋求解決方法.

過(guò)套管電阻率測(cè)井:由于技術(shù)水平原因,到80年代前該技術(shù)沒(méi)有研制出實(shí)際儀器,僅停留在理論階段

這個(gè)時(shí)期電子技術(shù)得到長(zhǎng)足發(fā)展,國(guó)外利用過(guò)套管電阻率測(cè)井相關(guān)理論研制樣機(jī)并投入試驗(yàn),1995年前還沒(méi)有成熟商業(yè)化儀器應(yīng)用.

這個(gè)階段國(guó)外先后出現(xiàn)商業(yè)化儀器并進(jìn)入國(guó)內(nèi),中國(guó)在2010年左右開發(fā)出自己的測(cè)井系統(tǒng).ECOS31-7俄羅斯CHFR斯倫貝謝

武漢海闊科技推出的測(cè)井系統(tǒng)ECOS31-7俄羅斯產(chǎn)品主要優(yōu)點(diǎn)存在不足斯倫貝謝CHFR1一流廠家產(chǎn)品,性能穩(wěn)定2能提供小井眼測(cè)井服務(wù)1測(cè)量范圍小,高阻100歐米2對(duì)洗井要求嚴(yán)格,

3儀器總重量超過(guò)330公斤4只提供服務(wù),費(fèi)用昂貴俄羅斯ECOS311設(shè)計(jì)合理的推靠方式2井況適應(yīng)性好,3測(cè)量范圍最高可達(dá)到150歐米1生產(chǎn)工藝需要提升,集成度低.可靠性差,溫度等級(jí)低2產(chǎn)品不斷升級(jí),售后維修困難3,皮囊式推靠極不可靠,并不能適應(yīng)含腐蝕氣體井4價(jià)格昂貴.無(wú)法提供一體校深模式,海闊科技過(guò)套管電阻率系統(tǒng)1高阻測(cè)量到200歐姆.米,弱信號(hào)分辨率達(dá)到20納伏2改進(jìn)的推靠設(shè)計(jì)避免了氣侵,提高測(cè)速，可支持兩點(diǎn)測(cè)量模式.3集成化地面設(shè)計(jì)兼容不同的測(cè)井系統(tǒng).4快速的售后服務(wù),軍工產(chǎn)品體系保證暫不提供小井眼測(cè)量井下儀海闊科技產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品性能對(duì)比概述過(guò)套管電阻率測(cè)井基本原理3.1高溫弱信號(hào)采集

激勵(lì)電流通過(guò)套管,會(huì)沿著套管泄露,需要通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)測(cè)量電極間的電位差來(lái)計(jì)算泄露電流,下圖是API提供的5.5寸不同規(guī)格套管每米的電阻值,典型值為70微歐,在0.5米測(cè)量電極段內(nèi)通過(guò)3.5A電流的電位為122uV,根據(jù)2mA/A泄露電流計(jì)算,在兩個(gè)電極間由于泄露的地層引起的電位差為245nv,

在200歐姆.米地層測(cè)量情況下達(dá)到10%精度,需保證測(cè)量弱信號(hào)分辨率小于5.5寸套管電阻參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源:APIspec.5CT-5thEdition,April1995,25nv.

弱信號(hào)采集是實(shí)現(xiàn)儀器的關(guān)鍵之一,微弱信號(hào)不僅表現(xiàn)為其幅值極其微弱，更表現(xiàn)在其可能被各種噪聲信號(hào)所嚴(yán)重淹沒(méi)。直流微弱信號(hào)的測(cè)量還會(huì)受到諸如接觸電勢(shì)、溫差電勢(shì)、電化學(xué)電勢(shì)、放大電路失調(diào)電壓與電流等直流誤差信號(hào)嚴(yán)重影響。此外，放大電路的設(shè)計(jì),AD采集電路,基準(zhǔn)電路,電源電路對(duì)直流微弱信號(hào)測(cè)量的影響也不容忽視.

目前測(cè)井領(lǐng)域低頻弱信號(hào)處理國(guó)外有斯倫貝謝公司等研制了商業(yè)產(chǎn)品,測(cè)量信號(hào)的性能指標(biāo)達(dá)50納伏~100納伏的水平,基本滿足了過(guò)套管電阻率0~100歐姆米測(cè)量的需要,但其測(cè)量電路和處理方法不對(duì)外公開.國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)開始,各相關(guān)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)

從不同角度做了相關(guān)的分析和預(yù)先研究,但大部分還是基于實(shí)驗(yàn)室的原理分析階段.武漢海闊科技2007年開始研制過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng),先后推出了GTDC-I型,GTDC-II型,GTDC測(cè)井系統(tǒng),是國(guó)內(nèi)首批國(guó)產(chǎn)化的過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng),其中弱信號(hào)處理技術(shù)通過(guò)不斷的投入研發(fā),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了算法和電路等多個(gè)方面的突破.弱信號(hào)分辨能力達(dá)到２０納伏

3.2高可靠推靠探頭3.3低頻大功率激勵(lì)電流3.4數(shù)據(jù)采集處理實(shí)現(xiàn)第一代過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)GTDC-I型第一代過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)主要特點(diǎn)

結(jié)構(gòu)電路與進(jìn)口ECOS兼容

實(shí)現(xiàn)了過(guò)套管電阻率儀器國(guó)產(chǎn)化溫度等級(jí)125度.

提高了推靠皮囊橡膠性能

地面設(shè)備沒(méi)有整合成便攜機(jī)柜第二代過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)GTDC-II型GTDC-IIB型探頭第二代過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)主要特點(diǎn)

接口采用標(biāo)準(zhǔn)31芯

線路采用全新設(shè)計(jì),提高集成度和采集精度系統(tǒng)溫度提高到150度探頭提供軟繩連接和柔性硬連接兩種可選,適應(yīng)不同工況地面集成6U機(jī)柜.可兼容校深測(cè)井測(cè)量高阻可到200歐姆.米第三代過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)XGDC~VERSIONINFORMATIONVERS.2.0:CWLSLOGASCIIStANDARD-VERSION2.0WRAP.NO:ONELINEPERDEPTHSTEP~WELLINFORMATION:HAIKUOWUHAN#MNEM.UNITDATADESCRIPTION#----------------------------------------------STRT.M1.00:STARTDEPTHSTOP.M200.00:STOPDEPTHSTEP.M0.50:STEP~CURVEINFORMATION#MNEM.UNITAPICODEDESCRIPTION#----------------------------------------------DEPT.M:DEPTHR.UOHMM:FORMATIONRESISTIVITYRTR.OHMM:CASINGRESISTIVITYSIGMA.UE:STANDARDDEVIATIONKOLZ.UE:QUANTITYOFSAMPLINGS~PARAMETERINFORMATION#MNEM.UNITVALUEDESCRIPTION#----------------------------------------------~OTHERINFORMATION~ASCIIDEPTRRTRSIGMAKOLZ1.001.1069.310.002.003.003.1268.250.002.006.006.1167.970.002.0010.0010.1167.840.002.0015.0015.2067.780.002.0020.0020.3967.750.002.0030.0030.1167.700.112.0050.0051.3167.680.012.00100.00101.1967.665.042.00150.00145.2267.643.482.00200.00199.0667.6441.732.00理論參考值儀器刻度值第三代過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)主要特點(diǎn)全新的探頭推靠方式纜芯分配及其遙傳模式的改進(jìn),適應(yīng)新的井下動(dòng)力機(jī)構(gòu),提高通信可靠性儀器主供電和輔電都采用交流供電,更低紋波的隔離電源設(shè)計(jì)

探頭采用可斷開油路電路MUX接口,維修運(yùn)輸更方便.地面采用19寸減震8U機(jī)柜,可便攜或上架使用.

改進(jìn)的弱信號(hào)處理方式,改善高阻測(cè)量精度

海闊科技過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)在與西部鉆探測(cè)井公司等單位的合作下,始終沿著:的科學(xué)研究路線,并遵循客觀市場(chǎng)規(guī)律,研發(fā)規(guī)律,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品的空白,取得了良好經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益.

海闊科技研制的過(guò)套管電阻率系統(tǒng)可以獨(dú)立完成測(cè)井,也可以根據(jù)需要組合到任意現(xiàn)有測(cè)井系統(tǒng)中,靈活,高效.

１)硬件資源:海闊科技擁有業(yè)界最高精度的弱信號(hào)分析試驗(yàn)設(shè)備:

精度可以達(dá)到15nVP-P的納伏表,達(dá)到20nA的納伏源.5.2弱信號(hào)處理技術(shù)業(yè)界領(lǐng)先,可以實(shí)現(xiàn)高阻穩(wěn)定測(cè)量７２２所新區(qū)(藏龍島)７２２所電磁兼容實(shí)驗(yàn)室我所擁有國(guó)家級(jí)船舶通信電磁兼容試驗(yàn)室２)多技術(shù)領(lǐng)域綜合研究保證弱信號(hào)采集精度同步信號(hào)采集和數(shù)字信號(hào)濾波技術(shù)130dB,32位Σ-Δ型超高精度AD5.3有針對(duì)的推靠探頭改進(jìn)設(shè)計(jì),解決應(yīng)用常見(jiàn)問(wèn)題十字連接器

可同時(shí)實(shí)現(xiàn)

：連接、絕緣、揉性（相對(duì)獨(dú)立擺動(dòng)）。

適應(yīng)老井中變型套管.利用海闊科技在液壓推靠技術(shù)方面的多年積累，實(shí)現(xiàn)了推靠力可調(diào)的高可靠液壓系統(tǒng)的，能適應(yīng)大部分國(guó)內(nèi)油田井況，獨(dú)特探針絕緣設(shè)計(jì)，明顯提升探頭推靠臂的使用壽命。

動(dòng)力段下端出油管采用可斷開油路，并可快速拆裝；液壓油路為單油路，泄壓時(shí)自動(dòng)收攏防止井下卡井的安全銷裝置，在電纜安全拉力值內(nèi)拉斷后，系統(tǒng)自動(dòng)泄壓，設(shè)有單向閥避免泥漿侵入5.5測(cè)量方法和算法的改進(jìn),提高測(cè)井時(shí)效

通常利用實(shí)際套管實(shí)現(xiàn)的刻度校驗(yàn)裝置，每次校驗(yàn)刻度儀器操作不方便，儀器在套管內(nèi)無(wú)法檢查儀器狀體，也不適合現(xiàn)場(chǎng)檢查儀器5.6便攜式模擬套管刻度裝置便于現(xiàn)場(chǎng)刻度ECOS系統(tǒng)通?？潭葧r(shí)需要將儀器拉入5.5米長(zhǎng)套管,并與標(biāo)記的刻度點(diǎn)對(duì)齊

海闊科技開發(fā)出便攜式多功能模擬套管裝置一人即可完成車間和現(xiàn)場(chǎng)刻度校驗(yàn)。套管,模擬地層,推靠探頭集成一體的多功能測(cè)試裝置,可以完成現(xiàn)場(chǎng)刻度和無(wú)探頭線路檢測(cè)

新一代XGDC系統(tǒng)最突出的特點(diǎn)就是采用交流電機(jī)替代原來(lái)的脈沖泵作為井下推靠動(dòng)力。

系統(tǒng)從控制原理和纜芯分配到內(nèi)部電路都做了革命性變化

，因此XGDC系統(tǒng)的軟件、地面系統(tǒng)、電子線路以及探頭無(wú)法與已有系統(tǒng)兼容。6.1地面控制軟件XGDC過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)地面軟件是全新開發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專用軟件控制方式和測(cè)量算法改進(jìn)，不能與原來(lái)的海闊GTDC過(guò)套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)、新疆XCRL系統(tǒng)、俄羅斯ECOS兼容集成GAM,CCL校深軟件。校深數(shù)據(jù)輸出格式為716格式，過(guò)套管電阻率測(cè)井輸出為L(zhǎng)AS格式。支持單鍵自動(dòng)測(cè)量模式，大大降低現(xiàn)操作員工作強(qiáng)度支持多種操作系統(tǒng)，可提供掛接已有系統(tǒng)的二次開發(fā)接口

6.2地面系統(tǒng)

采用8U標(biāo)準(zhǔn)便攜減震機(jī)柜深度面板，激勵(lì)電流源于上一代GTDC系統(tǒng)兼容，主控箱體不兼容上一代系統(tǒng)井下儀器主電、輔電為交流輸出，纜芯分布全新升級(jí)控制系統(tǒng)采用最新嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可靠性提高?？芍С諹SB接口、以太網(wǎng)接口。6.3井下控制采集線路采用新的遙傳變壓器模式，上下接頭分配不與GTDC兼容采用180V交流主電源和可控交流輔電替換原來(lái)系統(tǒng)的直流主電和脈沖輔電繼電器板增加激勵(lì)電流和輔電切換功能。改進(jìn)的PCB接插件，更方便生產(chǎn)維護(hù)。通過(guò)軟件算法改善信號(hào)測(cè)量效果。

6.4井下控制采集線路采用