微电阻率成像测井仪推靠器问题分析与解决

2020-03-16田文新毋学平李吉林

石油管材与仪器 2020年1期

田文新,毋学平,李吉林

(中国石油测井有限公司华北分公司河北廊坊 065007)

0 引言

微电阻率成像测井仪是一种电阻率测井仪器，主要用于测量地层的非均质特性。在地层的精细结构描述、薄层划分、裂缝识别及沉积相分析等方面具有独特的优势[1-2]。目前，微电阻率成像测井仪已经得到了广泛的应用。但是在使用过程中微电阻率成像测井仪推靠器部分经常出现问题，影响测井资料的采集质量。通过对微电阻率成像测井仪推靠器总成的结构和工作原理进行研究，解决微电阻率成像测井仪推靠器总成存在的问题,达到提高微电阻率成像测井仪的测井时效、提升测井资料采集质量的目的。

1 微电阻率成像测井仪的测量原理

仪器测量原理如图1所示。推靠器极板发射的交变电流通过井内泥浆柱和地层回到仪器顶部的回路电极。推靠器、极板金属体起到聚焦作用，使极板中部电扣流出的电流垂直于极板外表面进入地层。通过测量电扣上的电流强度，可以反映出电扣正对着的地层由于结构或电化学上的非均质所引起的电阻率的变化。电扣电流信息经适当处理，可刻度为彩色或灰度等级图像，即反映出地层微电阻率的变化。据此可以显示电阻率的井壁成像。测量时，推靠器使极板贴靠井壁，由地面控制系统向地层发射交变电流，交变电流由下部电极流入地层，回到上部回路电极[3-4]。

图1 微电阻率成像测井仪测量原理图

2 存在的问题及解决方法

2.1 极板调节杆处的弹性卡圈脱落问题

问题分析：极板调节杆的结构主要有3个部件：弹性卡圈、连接块和调节杆[5]，调节杆是通过连接块和弹性卡圈和极板主体连接到仪器的。弹性卡圈脱落，连接块就会掉出来，微扫极板主体就会与调节杆分离。一是会造成极板与井壁贴合不好，采集的资料质量变差；二是会拉断极板连接引线，无法获取到极板正常的信息。

解决办法：通过对仪器结构的研究，发现弹性卡圈的卡槽较浅，边缘圆滑，弹性卡圈很容易脱落，简单地更换弹性卡圈不能彻底解决问题。仔细研究发现弹性卡圈与极板体距离较近，如果能够挡住弹性卡圈不脱落，连接块就不会掉出来，调节杆就不会和极板主体分离。经过多次试验发现采用合适的铅丝缠绕固定能够有效地阻止弹性卡圈退出卡槽，而且不影响极板的测井质量，如图2所示。

图2 防止弹性卡圈脱落的解决方法示意图

2.2 极板辅支撑杆断裂问题

问题分析：极板辅支撑杆一方面是要起到支撑极板的作用，使得极板能够贴合井壁，另一方面也是极板引线通道，因此该部件的结构要满足极板引线能够顺利通过。但是该部件盖板螺丝孔位置不合理，导致辅支撑杆的强度降低，很容易断裂。测井过程中辅支撑杆断裂，会造成极板失去支撑力，极板与井壁贴合不好，测井资料质量将变差甚至不能使用。图3所示为断裂的辅支撑杆示意图。

解决办法：加强支撑杆的强度，防止其受力断裂。在辅支撑杆结构不变的情况下，去掉盖板螺丝孔的设计。对于断裂的辅支撑杆，可以将盖板螺丝孔焊住。如图4所示。

图3 断裂的辅支撑杆

图4 改进后的辅支撑杆

2.3 主力杆与连接头磨损问题

问题分析：微电阻率扫描仪器测井时极板主力杆和连接头直接与井壁接触、易磨损，如图5所示。当磨损到一定程度后必须更换主力杆和连接头，更换主力杆费时、费力、费成本。

解决方法：采用新型主力杆结构，在主力杆和连接块位置加装耐磨轮，保护主力杆、连接块，如图6所示，可避免频繁更换主力杆和连接头。

图5 主力杆和连接头磨损示意图

图6 改进后的主力杆和连接头示意图

2.4 极板电扣电导率数值无差异问题

问题分析：某微电阻率成像测井仪5号极板出现24个电扣电导率数值无差异的问题，如图7所示。通过对极板电路分析不难看出，每个极板有24个电扣，电导率信号是通过3个8选1开关并行变串行，由时钟信号控制8选1开关。造成某一个极板24个电扣电导率数值无差异是由于时钟控制信号出了问题。经检查该极板时钟控制线断开。

解决方法：时钟信号线是通过密封接头与仪器上部连接头插针相连接。仪器上部连接头插针定义和电性参数见表1所示。更换时钟信号线解决了该问题。需要引起注意的是，极板的接地电阻必须符合指标要求，接地不好就会引入干扰信号，极板电导率信号误差将增大，测井资料的精度会降低。每块极板的引线对外壳的电性参数都要符合要求，这样才能测出高质量的成像资料[5]。