李 东 何竹南 金志宏

(1.西南测井公司临盘测井站 山东临邑) (2.中国电子科技集团第22研究所 河南新乡)

SKD3000数控测井系统与SL6504高分辨率感应测井仪配接

李 东1何竹南1金志宏2

(1.西南测井公司临盘测井站 山东临邑) (2.中国电子科技集团第22研究所 河南新乡)

文章简要描述了SL6504高分辨率感应仪器的结构和通讯原理,阐述了SKD3000数控测井地面系统与SL6504高分辨率感应配接过程中需要解决的技术问题,包括数据解码和数据处理程序设计,最后介绍了仪器配接使用中的注意事项。

数控测井系统;高分辨率感应;PCM卡;数据处理函数

0 引 言

SL6504高分辨率感应测井仪是胜利测井公司研制的新一代LDT双感应测井仪,是SL6000系列测井仪中的一种。该仪器采用了标准3508方式进行通讯,具有径向探测深度大、纵向分辨率高、测量范围宽等特点,且主要技术指标明显优于常规双感应仪器,是常规双感应仪器的理想替代品。本文介绍了SKD3000数控测井地面系统和SL6504高分辨率感应配接过程。

1 SL6504高分辨率感应测井仪特点[1]

SL6504高分辨率感应采用全对称聚焦线圈系,深、中感应线圈系测量点在同一位置(线圈系的中点)。该种结构的线圈系,能够在提高仪器纵向分辨率的同时兼顾其探测深度,同时测量了感应信号的实部分量(R信号)和虚部分量(X信号),这为还原地层真电阻率提供了丰富可靠的原始测量信息。通过对R信号和X信号进行反褶积滤波和数据合成,同时对围岩效应和趋肤效应进行了校正,从而获得比较真实可靠的地层电阻率信息。

高分辨率感应测井仪器还组合了用于测量冲洗带电阻率的球形数字聚焦测井仪,这种仪器不是采用硬件聚焦方式将测量电流发射入地层进行电阻率测量,而是分时测量屏蔽电流和主电流(Ib,Im)及监督电极和参考电极的电压,通过软件聚焦求取地层电阻率,径向探测深度为43 cm。

仪器的缆芯分配:

4#、6#交流供电,满足缆头电压180 V,电流在180 mA左右;

2#、5#变压器方式,下发命令/上传信号,信号为20.83 kbps的曼彻斯特码。

2 SKD3000数控测井系统与SL6504高分辨率感应配接设计[2]

SL6504高分辨率感应信号为码速率20.83 kbps的曼彻斯特码(3508与SBM3相同),采用了标准3508方式进行通讯。因此要实现SKD3000数控测井系统与SL6504高分辨率感应配接,要从硬件解决下发命令/上传信号、数据解码问题,在软件方面解决对上传数据进行处理,最终得到需要的工程量。配接设计如图1所示。

图1 配接设计原理图

3 硬件问题解决[3]

SKD3000数控测井系统的 PCM卡可以处理3502、3506、3508、WTC、9801等编码信号。它完成地面仪与PCM下井仪的连接。其主要功能有:1)PCM编码信号的处理及解码;2)下井命令的编码及发送; 3)声波组合逻辑的产生与发送;4)与主机双向数据传输。其工作原理如图2所示。要完成SKD3000数控测井系统与SL6504高分辨感应配接首先要完成PCM卡的初始化,也就是设置板卡的工作方式(选择3508编码方式),然后才能进行测井或者刻度。采集机先往井下发送0x0300(采集令)命令,约100 ms后再往井下发送0x0301(取数令)命令,下井仪器马上上传80个字的数据。PCM卡对来自下井仪的脉冲信号进行处理,经放大、整形进入解码器2,解码恢复成二进制数据,产生字同步TD、串行数据、位同步时钟、以及校验输出,再进行串/并转换。89C51由B口读取二个字节,完成一个字的接收,然后进行下一上字的接收,直到一帧完毕,再通过双口RAM向主机传送。下井命令由编码发送电路来完成。

图2 PCM卡原理图

4 软件问题解决

下井仪器上传的80个字的数据其中第0～77个字是感应、聚焦、自然电位、工作电源等数据,第78个字是自然伽马脉冲数,第79个字是仪器状态(暂时不用)。采集机采集的80个字的数据,除了分离GR和SP外,其它所有数据按直传方式处理,所有的数据处理在上位机的主程序算法里完成,包括原始数据分离、数据计算、温度校正、数字褶积滤波等。

4.1 定时中断和深度中断应用

在采样程序中分别利用定时中断和深度中断两种工作方式,旨在通过改变采集机的方式来改变PCM的下发命令的时间间隔,同时也就改变了上传数据的间隔。在上提下放时,在采样程序中利用定时中断做特殊处理,在定时中断里发送采集令和取数令,解决上提下放速度跟不上而导致的误码问题;在上测、下测或时间驱动时,在深度中断里发采集令和取数令。这样两种工作方式的切换,既满足了上测的等深度间隔下发取数命令,又实现了上提下放的PCM卡等时间间隔下发命令。

4.2 主程序中三个数据处理函数和一个通用数据结构的应用

在上位机主程序中我们利用三个数据处理函数和一个通用数据结构,很好的解决可维护性和上传数据的归一化,刻度计算,测井计算,计算温度校正等。

1)calcuhril(char＊pDataPointer)//SL6504 HRIL解码计算函数

上位机每次接收到数据后,调用此函数可分离出如下原始曲线并计算出自然电位(SP)、数字聚焦(RDFL)。自然电位(SP)和数字聚焦(RDFL)需另加11点加权平均滤波,计算延迟0.5 m。所有数据为归一化数据。

GND 电源地曲线

TEMP 温度曲线

N15 -15V电源曲线

P5 +5V电源曲线

N60 -60V电源曲线

P15 +15V电源曲线

VREF 10V参考电源曲线

P60 +60V电源曲线

DILR 深感应R分量

DILX 深感应X分量

MILR 中感应R分量

MILX 中感应X分量

ZM 数字聚焦分量

DZM 数字聚焦分量

ZB 数字聚焦分量

DZB 数字聚焦分量

RDRZ 32个浮点数的中间量

VSPD 自然电位井下电极采样电压

VSPS 自然电位地面电极采样电压

2)void hrillog(void)深、中感应计算函数

测井时,每次调用calcuhril函数后,都要调用此函数,计算出深感应电导率(HCID)和中感应电导率(HCIM)。深感应电导率(HCID)和中感应电导率(HCIM)求倒数再乘 1000就可得深感应电阻率(HRID)和中感应电阻率(HRIM)。

3)int hrilcalb(void)刻度计算函数

刻度数据采集完成后,调用此函数计算刻度系数。

4)通用数据结构

声明了一个全局变量,并初始化所有变量为0。其作用域为为主程序文件,起到很好的维护作用。通用数据结构中的温度修正系数fTempCorrectCoef[448]要在传递刻度系数时(做刻度或加载已有刻度)从文本文件读入,该文件由仪器厂家提供,文件名为:xxxxxx. tmc,xxxxxx是仪器号,若找不到该文件应给出提示,并将fTempCorrectCoef[448]全置0。

4.3 曲线算法确定

在主程序里Method中只占有一个算法号,高分辨率所有曲线由“胜利高分辨率感应算法”的第一个刻度系数CMP确定,所有的曲线由一个算法输出。例如当CMP分别取9、10、11、12时,分别代表深中感应的实、需信号算法;当CMP取79时,代表伽码计数率算法。

5 测井应用

SKD3000数控测井系统与SL6504高分辨率感应配接应用取得了合格测井资料,充分发挥了SL6504高分辨率感应径向探测深度大、纵向分辨率高、测量范围宽等优点,完全取代了常规双感应仪器。SKD3000数控测井系统在临盘油田测得的某井SL6504高分辨率感应曲线图如图3所示,SKD3000数控测井系统测得的该井常规双感应曲线图如图4所示。

图3 临盘油田某井高分辨率感应曲线图

6 配接及应用中注意事项

1)原始信号hril,信号类型“高分辨率感应”,通道“总数据”;原始信号SP,信号类型“高分辨率感应”,通道“SP”;原始信号GR,信号类型“高分辨率感应”,通道“GR”;

2)由于上传信号幅度比较小,PCM卡增益要高;

图4 临盘油田某井常规双感应曲线图

3)刻度时低刻、高刻输入的工程值依次为:0,0,0, 0,1976.3,1971.7,2838.1,2831.5不同的刻度盘略有不同,应该以刻度盘提供的参数为准;

4)448个温度修正系数保存在仪器号相同的文件名下,必须放在D:logcalixxxx.tmc;

5)SP、GR曲线的算法为“胜利高分辨率感应算法”,第一个刻度系数分别为100、79。

7 结 论

SKD3000数控测井地面系统与SL6504高分辨率感应配接过程中,成功的解决了数据通信和数据处理等技术问题,充分发挥高分辨率感应优点,对油田开发薄储层有显著的潜在作用,在临盘油田得到了广泛应用。

[1] 胜利测井公司.SL6504B高分辨率感应操作维修手册. 2005(资料)

[2] 王汝泉.高分辨率感应测井仪[J].测井技术,2004,28 (2)

[3] 中国电子科技集团第22研究所.SKD3000数控测井地面系统操作手册.2005(资料)

Li Dong,He Zhunan and Jin Zhihong.Combination between SL6504 high resolution induction logging tool and SKD3000-based computerized logging system.PI,2010,24(4):41～43

This article simply describes the structure and communication of SL6504 high resolution induction logging tool,and explains some problems needing to be solved in the course of combination between SL6504 high resolution induction logging tool and SKD3000-based computerized logging system.These problems include data decoding and data processing.In the end,the author introduces matters needing attention in the course of combination and use.

computerized logging system;high resolution induction;PCM card;data process function

P631.8+1

B

1004-9134(2010)04-0041-03

李 东,男,1971年生,工程师,1995年毕业于石油大学(华东)测井专业,现在西南测井公司临盘测井站从事生产技术工作。邮编: 251500

2010-02-21 编辑:梁保江)

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