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(1)物探技術的創(chuàng)新
隨著各項技術的進步與發(fā)展，石油地質勘探過程中，各種勘探技術不斷創(chuàng)新，地震勘探技術在設備制造、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)解釋及數(shù)據(jù)采集等方面取得了很大的進步與發(fā)展，為了在提升勘探效率的同時，有效降低勘探成本，三維可視化技術、經驗技術、地震油藏描述等先進技術不斷涌現(xiàn)，未來的發(fā)展過程中，更多的先進技術將應用于石油地質勘探工作中，如：永久性地震傳感器排列系統(tǒng)的應用，有利于對石油勘探實施電子化的管理，同時可以對地震油藏開展實時的生產監(jiān)測；隨著地震成像技術的廣泛應用，有利于對整個鉆井過程實施可視化的監(jiān)控，以便于為石油地質勘探的評估者提供更加準確、全面的決策依據(jù)，對于決策精準度的提升具有非常重要的作用。
(2)測井技術的創(chuàng)新
近年來，隨鉆技術、套管技術、快速平臺技術、核磁共振技術等測井技術的創(chuàng)新，對于測井工作效率及質量的提升具有非常重要的作用，在這幾種創(chuàng)新性的技術中，最為常用的就是核磁共振測井技術，在實際的石油測井過程中，應用該技術具有非常高的測井速度與測量精度，正因為其具有這些優(yōu)點，使得其在實際的石油地質勘探工作中具有非常廣泛的應用；另一種常用技術是快速平臺測井技術，其最顯著的優(yōu)點是：在縮短測井時間的同時，有效降低測井工作中的故障率，能夠為實際的測井工作節(jié)省大量的時間；而隨鉆測井技術的最主要的優(yōu)點是可靠性強、成本小、尺寸小，并且能夠對其進行隨意組合，并且其逐漸朝著陣列化的方向發(fā)展，這對于測量數(shù)據(jù)可靠性的提升具有非常重要的作用。
(3)鉆井技術的創(chuàng)新
鉆井技術的創(chuàng)新對于石油開采工作具有非常重要的意義，不僅會直接影響到石油開采效率，對于石油開采成本也具有直接的影響，目前創(chuàng)新型的石油鉆井技術也比較多，如：特殊工藝鉆井技術、三維鉆井技術、可視化鉆井技術、超深井鉆井技術、深井鉆井技術、多分支井鉆井技術等，其中應用最為廣泛的是多分支鉆井技術，其最突出的優(yōu)點主要表現(xiàn)在油氣藏的建設及開發(fā)過程中，這些新技術的應用，不僅能夠有效的提升鉆井效率，對于鉆井成本的減少也具有非常重要的作用，對于我國石油產業(yè)的健康發(fā)展具有非常重要的作用。
二結語
英文名稱：Well Logging Technology
主管單位：中國石油天然氣集團公司
主辦單位：中國石油集團測井有限公司
出版周期：雙月刊
出版地址：陜西省西安市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1004-1338
國內刊號：61-1223/TE
郵發(fā)代號：
發(fā)行范圍：國內外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時間：1977
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
中科雙效期刊
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
關鍵詞:碳酸鹽巖 裂縫 孔洞 電成像 偶極子聲波
中圖分類號:P631 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0107-01
碳酸鹽巖油氣田在世界油氣田分布中占有非常重要的地位,世界上的油氣有一半及以上來自于碳酸鹽巖儲層。一些主要的產油國家都分布有碳酸鹽巖油田。例如在中東地區(qū),大部分儲集層為中生界或新生界的碳酸鹽巖儲層。這些以碳酸鹽巖為儲集層的油田不僅儲量大,并且單井產量高。在國內,四川氣田、塔里木盆地奧陶系油氣藏都屬于碳酸鹽巖儲層。
塔里木盆地碳酸鹽巖儲集空間類型以溶蝕洞穴、孔、縫為主,在一定范圍內儲層之間以裂縫系統(tǒng)溝通。整體上儲層非均質性極強,形成眾多具有相對獨立系統(tǒng)的巖性圈閉。這些都給測井評價工作帶來了較大的挑戰(zhàn)。僅靠常規(guī)測井技術已經難以滿足該區(qū)碳酸鹽巖儲層評價的需要,必須充分結合測井新技術才能更好的對儲層做出評價。
1 測井新技術應用概況
目前在塔里木盆地常用的測井新技術主要有電成像測井(FMI/XRMI)、偶極子聲波測井(DSI/XRMI)、化學元素俘獲(ECS)測井和核磁共振測井等等。其中最常見的是電成像測井和偶極子聲波測井。
1.1 電成像測井技術
電成像測井資料具有分辨率高、能定量解釋的特點。對不同巖性中的次生構造反映明顯,如裂縫、溶縫、溶孔、溶洞、泥紋、泥質或方解石充填縫等。與常規(guī)測井資料比較,電成像測井圖像不僅分辨率提高了2～3個數(shù)量級(常規(guī)測井分辨率一般為數(shù)十分米),而且能夠揭示井壁表面地層的二維精細地質結構。與巖心資料相比,FMI/XRMI電成像測井圖像具有以下優(yōu)勢:一是在深度上具有連續(xù)性(巖心由于成本高,一般不連續(xù))；二是能夠提供地下地質體的產狀等定向數(shù)據(jù)(除定向取心外,巖心一般不能給出方位數(shù)據(jù))。此外,一些在巖心上難以分辨的地質現(xiàn)象有時在電成像測井圖像上反而清晰可辨。因此,FMI/XRMI成像測井資料是除巖心和常規(guī)測井資料外進行儲層研究的一種極其珍貴的資料。
1.2 偶極子聲波測井技術
偶極子聲波測井技術是聲波測井技術的重大突破。與以往的聲波測井相比,其接收探頭增多、探頭間距變小,聲波頻率變低(DSI單極全波除外),并且增強了對地層橫波信息的探測以及斯通利波的記錄。能精確地進行各種地層的聲波測量,從而提供了測量地層縱波、橫波和斯通利波的有效方法。
利用偶極子聲波測井資料評價儲層有效性主要是利用其斯通利波的衰減和反射特性。與縱波和橫波不同,斯通利波不是體波,而是一種面波,它在井筒內沿井壁表面?zhèn)鞑?垂直井壁方向振動。斯通利波的能量與井壁的徑向距離成指數(shù)關系衰減。井壁上由于溶蝕孔、洞、縫的存在會導致斯通利波傳播速度的變化,產生斯通利波的反射和斯通利波的能量衰減。因此,斯通利波能量衰減大小可以反推儲層較好壞。但要受到巖性、井內泥漿、井眼條件和泥餅等因素的影響。
2 不同儲層的測井響應特征
塔里木盆地碳酸鹽巖儲層主要發(fā)育四類儲集空間類型:孔洞型、裂縫孔洞型、裂縫型、溶洞型。孔洞型和裂縫孔洞型儲層主要發(fā)育在一間房組,裂縫型和溶洞型儲層主要發(fā)育在鷹山組。不同類型的儲層測井相應特征存在差別,下面分別對這幾類儲層在常規(guī)、成像測井資料和偶極子聲波測井資料上的響應特征進行分析。
奧陶系碳酸鹽巖孔洞型及裂縫孔洞型儲層主要發(fā)育在一間房組,一間房組巖性為厚層灰色、褐灰色亮晶砂屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、砂礫屑灰?guī)r,間夾泥晶灰?guī)r。
裂縫-孔洞型儲層段在成像測井資料與常規(guī)測井資料上均有響應。在成像測井資料上可見明顯的高電導像素點,成像圖顯示為黑色斑點,具層狀分布的特點。偶極聲波測井資料的斯通利波能量有較大的衰減。在常規(guī)資料上,雙側向電阻率降低,呈“正差異”或“負差異”；密度測井值略有增大,中子孔隙度、聲波時差曲線測井值變化不大。
裂縫型儲層主要發(fā)育在奧陶系鷹山組地層中,裂縫在地層中易被地層水等所溶蝕,經過溶蝕改造后的裂縫,其形狀多不規(guī)則,寬窄不一,是重要的儲集空間和油氣產出通道。在電成像測井圖上,其顏色通常表示為黑色。裂縫面是沿井筒的圓柱面進行切割的,其軌跡展開后為近“正弦線”或“余弦線”形態(tài),因此裂縫在成像測井圖中顯示為黑色“正弦線”或“余弦線”。在偶極子聲波成像圖上,由于斯通利波在裂縫段發(fā)生較強衰減,其在波形上為“V”字形反射。
不同傾角的裂縫在雙側向上也是有響應的,不同的裂縫傾角使雙側向測量值產生“正差異”或“負差異”,這主要是由于雙側向測井儀采用聚焦電極系測量,垂直于儀器電流線的導電截面的大小影響深淺電阻率測量值的大小。在雙側向探測深度范圍內,對于高傾角裂縫,深淺電阻率曲線呈“正差異”；對于低傾角裂縫,雙側向電阻率曲線呈“負差異”。裂縫井段在常規(guī)測井的密度、聲波時差和中子孔隙度影響不大,一般情況密度曲線略有減小,聲波時差、中子孔隙度曲線基本不變。
鷹山組溶洞在成像測井資料和常規(guī)測井資料上較易識別,在不同產狀裂縫的交叉處或者地層斷裂處的裂縫經溶蝕擴大,易發(fā)育成大溶洞。若洞穴中充填的是砂巖,則在成像測井的動態(tài)圖像上有較亮的顏色,但比灰?guī)r暗；若洞穴中充填的是泥質,則顏色較砂巖更暗一些。鷹山組巖性以厚層狀灰色砂屑灰?guī)r為主,夾泥晶灰?guī)r、粉晶灰?guī)r、灰?guī)r,在常規(guī)測井資料上,電阻率較高,自然伽馬較低。對于未充填溶洞,在常規(guī)測井資料上,井徑一般有擴徑現(xiàn)象,自然伽瑪、去鈾伽馬測井值相對圍巖變化不大；自然伽馬值較低,雙側向測井值明顯減小,呈大的“正差異”或“負差異”；三孔隙度曲線均有響應,密度曲線明顯減小,呈“弓”形,聲波時差、中子孔隙度曲線明顯增大。在偶極子聲波資料上,溶洞段處斯通利波衰減嚴重,波形成“V”字形反射。
綜上所述,在塔里木盆地碳酸鹽巖儲層,在利用常規(guī)測井資料的基礎上,結合電成像測井資料、偶極子聲波測井資料,可以為測井工程師快速準確的對儲層進行評價提供強有力的技術支撐。
參考文獻
【關鍵詞】過套管測井;刻度系統(tǒng);漏電流;地層電阻率;采集系統(tǒng)
引言
過套管電阻率測井技術是我國正在研究的高新技術之一。其中俄羅斯的CHFR與斯倫貝謝過套管電阻率測井系統(tǒng)是國內外開發(fā)比較成熟的技術，是通過測量套管上的電壓降從而達到測量地層電阻率。但是測量的有用采集信號在納伏級容易受到各種干擾，因此建立了刻度系統(tǒng)間接測量漏電流，從而減少誤差。過套管電阻率測井刻度系統(tǒng)提供儀器標定與檢測的試驗平臺，在分析過套管電阻率測井方法的基礎上，提供儀器性能測試、測量精度標準;實現(xiàn)儀器準確度的檢驗;優(yōu)化性能指標參數(shù)。關鍵技為漏電流的精確測量，極微弱信號的采集和處理和刻度池實現(xiàn)不同地層介質的模擬
1.過套管電阻率測井技術的測井原理
簡單的來說，過套管電阻率測井原理就是在套管內通過測量套管上的電壓降從而達到測量地層電阻率目的。如圖1所示，如果有電流被注入套管，大部分電流會沿套管向上或向下流動，只有一小部分的電流泄露到周圍地層.如果能測量出在Z長度范圍內泄露電流的大小以及中點出的電壓V，這樣就可以計算出可視電阻率，公式如下：
2.過套管電阻率測井刻度系統(tǒng)
應用TMS320F2812DSP作為主控芯片設計出刻度系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)應實現(xiàn)對套管微弱電壓信號的采集與處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸總控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸控制模塊再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C。
圖1 刻度系統(tǒng)的總體設計
構建過套管電阻率測井刻度系統(tǒng)仿真過套管電阻率測井儀的測井過程，就是在模擬真實套管的環(huán)境中，模擬不同地層介質漏電流的條件，模擬不同介質的測試環(huán)境，模擬過套管測井儀的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理的能力。
過套管電阻率測井刻度系統(tǒng)主要由信號調理、信號采集、信號處理、地面控制、信號傳輸、地層介質模擬器以及精密電阻陣列或刻度池等構成。
3.地層漏電流I用精密電阻陣列來計算
考慮到地層視電阻的測量準確度主要取決于地層漏電流I的測量準確度，因此對漏電流和由漏電流計算得到的電阻率進行雙重標定，以確定最終的刻度系數(shù)。這是與一般測井儀不同之處。
圖2 測量地層漏電流的模型
且：
從而得到：
式中Rw為圍巖電阻，Rt為地層視電阻，R為套管電阻，I為地面激勵電流，I為地層漏電流;
實際工程操作中我們應用集中參數(shù)代替分布參數(shù)，將各電極之間的套管的電阻作為一個整體進行計算，從而建立上圖漏電流刻度模型，上圖式為理論標定標準，利用節(jié)點法推算出漏電流與大電流激勵源提供的電流的對應方程;因為I為納伏級別，容易受到干擾所以在選定標準電阻Rt上加一個精確電壓表從而間接實現(xiàn)漏電流的測量，再與理論值進行標定，得到刻度系數(shù)K1=Rw/（Rw+Rt）。此方法的優(yōu)點在于去掉了上圍巖電阻，從而減少了電流的消耗，從而降低了功率。
4.采集
研究微弱信號（套管測井過程中位微弱信號）采集技術，以及信號特性和采集要求，選取合適的器件，構建圖6流程圖完成模擬和數(shù)字電路設計和調試工作，包括24位的-∑ADC模數(shù)轉換，DSP控制.
微弱信號經過前置放大、單端轉差分調理后，首先要對其進行模數(shù)轉換，且要求高精度.傳統(tǒng)模數(shù)轉換有并行、逐次逼近型、積分型也有近年發(fā)展起來的-∑和流水線型.24位的-∑ADC1274采用了極低位的量化器，從而避免了制造高位轉換器和高精度電阻網絡的困難;另一方面，因為采用了-∑調制技術和數(shù)字抽取濾波，可以獲得極高的分辨率，并且不會對抽樣值幅度變化敏感.內部具有自校準、系統(tǒng)校準等其它校準來減少誤差;因此我們選用了TI推出的多通道24位工業(yè)模數(shù)轉換器.
5.驗證試驗
采用TMS320F2812DSP為核心芯片開發(fā)制造的過套管電阻率測井刻度系統(tǒng)，實現(xiàn)了對儀器的精確刻度，完成了對微弱信號的采集處理;根據(jù)所測的電壓值得到的漏電流來計算地層電阻率的值，最后進行了系統(tǒng)試驗，實驗結果表明，地層電阻率測量可達到100Ω，整個系統(tǒng)測量精度滿足設計要求且工作穩(wěn)定.
6.結論
為了保證石油測井儀器測量參數(shù)的準確性與維護量值體系的統(tǒng)一，就必須對測井儀器進行刻度，未經刻度標定的測井裝置是不可信的。刻度裝置是指用于刻度測井儀的、具有已知準確性而穩(wěn)定的量值的標準物質、裝置或物理模型，不同類型的測井儀器具有各自的刻度裝置。井下儀器可以通過刻度檢測出工作是否正常。對于每種井下儀器的刻度高值和低值，都要求有一定的精度范圍.超出這個范圍內，則認為出現(xiàn)故障。
參考文獻
[1]Realization of foreign fiber detecting algorithm based on ADSP-BF533 [J].IEEE Computer Society，2009，16（8）.
關鍵詞：水平井，測井解釋，井眼軌跡
0. 引 言
水平井技術自誕生以來，就在石油鉆采行業(yè)得到迅速普及。水平井可以大面積貫穿天然裂縫，增加泄油面積，提高單井的控油半徑，減少底水錐進和氣錐進等，極大限度的開采儲層，提高單井產量和原油采收率，是油田高效開發(fā)的最重要的技術之一。
1．水平井測井解釋評價技術現(xiàn)狀
水平井鉆井在國內的發(fā)展非常迅速,水平井的解釋技術也相應取得了較大進展。國內已鉆的水平井主要分布于勝利、塔里木、新疆(準噶爾盆地) 、大慶、遼河、四川、冀東等油田,中國海洋石油總公司在鶯歌海、渤海灣、黃海等近海處鉆有大量水平井。
相對說來,中石化集團的勝利油田由于水平井技術起步比較早,每年的完鉆井數(shù)較多,其水平井的解釋技術一直處于較高水準,已開發(fā)成功的水平井咨詢系統(tǒng)可繪制井軌跡平面投影圖、空間投影圖、測井曲線垂深校正圖、井軌跡測井曲線圖、井軌跡測井成果顯示圖等圖件；中石油集團的塔里木油田也是較早開展水平井鉆井的幾個油田之一,其研制的水平井成圖系統(tǒng)軟件在井眼軌跡空間展布、井眼軌跡與地層關系對比等方面顯示出實用和直觀的特點,而在三維非均質地層模型中的電法數(shù)值模擬方法及大斜度井測井響應校正等應用上取得相當成效；大慶油田在上世紀90年代中期即已研制出適合大慶低滲透油藏水平井測井資料解釋的系統(tǒng),經過多年來的不斷完善,在斜井校直、井眼軌跡繪制、測井資料數(shù)字處理方法等方面日趨成熟；中海油的水平井技術基本是引進國外技術,在水平井的測井解釋上基本是應用成熟技術；一些科研院所正在進行三維各向異性地層模型中的感應、聲波、密度和中子數(shù)值模擬方法研究,多年來積累的技術如水平井地層對比、測井曲線異常分析、儲層評價等在應用中取得了良好的地質效果。
國外在水平井技術發(fā)展方面跟國內差距不大。當前，水平井已不僅僅只用于油田的開發(fā),它在油田的勘探特別是新區(qū)的地層評價中也正發(fā)揮出越來越重要的作用。因此,提高數(shù)據(jù)采集技術水平、發(fā)展和完善水平井測井方法進而提升水平井測井解釋技術水平是中國測井界所面臨的艱巨的任務。
2．水平井測井解釋面臨的問題
目前國內外使用的測井儀器絕大多數(shù)是以直井眼軸對稱地層為對象設計的，根據(jù)其徑向探測特征基本上可分為兩類（圖1）：徑向平均型測井儀、定向聚焦型測井儀。徑向平均型測井儀包括雙感應、雙側向、自然伽馬、聲波、中子等，定向聚焦型測井儀包括密度、微球形聚焦、傾角儀等。
（a） 徑向平均型（b）定向聚焦型
圖1 常規(guī)測井儀器探測特征類型
在垂直井中，一般情況下地層模型可以假定為各向同性的均質體，測井儀器軸垂直或近似垂直于地層水平面,無論是地層、井眼還是泥漿侵入形狀均認為是繞儀器軸旋轉對稱的，儀器一般探測的是平行于地層層理的地層參數(shù)特征；對于水平井，與儀器軸垂直方向的地層多數(shù)情況下不再是各向同性的均質體了，而是各向異性的非均質體，儀器一般探測的是垂直于地層層理的地層參數(shù)特征；同時，由于井眼和泥漿侵入形狀等的對稱性也不再存在了，水平井泥漿侵入規(guī)律難以掌握，很難進行有效的校正。
因此應用于垂直井中的測井儀器再用于水平井測井需要面對種種不利因素的影響。
在大斜度井和水平井中,受重力因素的影響,儀器的測井狀態(tài)通常是偏心的。偏心對各種測井儀器的測量均有不同程度的影響,加上儀器在測量過程中經常轉動,這些不利因素加大了數(shù)據(jù)采集和處理的難度,也給測井解釋造成了一定困難。
因此，在水平井的綜合解釋中，要注意測井儀器與水平井眼、地層的相對位置關系，在解釋過程中要綜合考慮儀器測量位置、井眼和地層的各向異性、非均質性等。目前水平井中的解釋模型大多采用原直井中的方法，這就要求必須首先根據(jù)水平井的特點對測井資料進行有效的校正。
3．水平井測井解釋評價技術研究
水平井測井解釋的主要任務包括水平井井筒軌跡及地層剖面咨詢(水平井咨詢)和地層評價等。其處理原則是先把水平井測井資料轉換為井眼軌跡信息和儲層特性參數(shù)信息，并根據(jù)這些信息繪制出井眼軌跡圖和垂深的測井組合成果圖；然后在此基礎上，以直井中的解釋方法為參考進行地層定量評價。
3.1 水平井咨詢
水平井咨詢即是根據(jù)測井資料解決水平井鉆井、地質、采油工程師提出的一系列問題，指導水平井鉆進和檢查水平井鉆進效果，而且對于水平井地層評價工作也具有指導作用。在水平井鉆進過程中，水平井咨詢工作可以幫助和指導鉆井工程師和地質家實時修正實際井眼軌跡和修正設計井眼軌跡；在水平井完鉆以后，水平井咨詢工作可檢驗水平井的實際效果，既能檢查實鉆井眼軌跡與設計井眼軌跡的吻合程度，又可檢驗水平井井眼軌跡的地質設計是否正確。
3.2 地層評價
水平井地層評價的任務是搞清目的儲集層的巖性、物性和含油性及其沿井筒的變化。水平井工作重點與垂直井略有不同：在垂直井中，測井解釋的主要任務是進行地層評價，即劃分儲集層的孔隙度、滲透率、飽和度等參數(shù)，進而確定油、氣、水層。在水平井中，其工作重點是與垂直井對比，找到相應的儲集層，分析該儲層平面上的展布和物性變化情況。，井眼軌跡。按照此目的，根據(jù)繪制出的斜深和垂深的測井組合成果圖，測井分析家和地質分析家可以方便地對斜井和周圍直井進行地層對比，分析儲層層段的垂直厚度及斜厚度，從而對水平井做出更全面、更準確的地質評價。，井眼軌跡。
3.3 井眼軌跡與油藏的空間關系
經過上述分析認識到，無論是鉆井地質導向完井方案的優(yōu)化，還是水平井測井解釋綜合評價與采油工程優(yōu)化研究，都涉及到一個核心問題，即水平井井眼軌跡與油藏的空間關系問題。主要包括：
（1）水平井井眼軌跡與以油藏為核心的地層之間的關系；
（2）水平井井眼軌跡與儲層流體分布之間空間的關系；
（3）水平井井眼軌跡與油藏儲層物性空間分布的關系。
井眼軌跡是利用井徑、井斜角和井斜方位數(shù)據(jù)計算井軸每一點垂直深度、東西位移、南北位移、水平位移和閉合方位等空間坐標數(shù)據(jù)，然后通過一系列坐標變換及演算繪制出井身結構二維平面和三維立體圖，反映井身鉆進深度、造斜點、水平段和斜井段空間方位等。在水平井的資料解釋中，測井分析家和地質家借助實際垂直深度曲線（包括測井曲線和解釋成果曲線），可以方便地對水平井和周圍直井進行更準確的地質評價。
水平井屬于復雜結構井，受條件限制井筒內各種地質工程數(shù)據(jù)的采集手段有限，普遍情況下只有地質錄井和測井數(shù)據(jù)。相對而言測井資料與錄井資料相比，其包含的地質信息更加豐富、連續(xù)性更好，更不受人的經驗和技術影響。盡管相對直井而言，水平井中采集到的測井資料要比直井少的多，但一般而言，連續(xù)的井斜方位資料保證描述井眼軌跡的幾何形狀；連續(xù)的自然伽馬、電阻率、聲波（或中子密度）資料可以定性地判斷地層、流體識別和儲層物性。
在直井中油藏剖面中的穿越只是一條一維的短線，用這些資料信息去分析研究油藏體的情況相對較難，而水平井井眼中軌跡在油藏剖面中穿行的路線是一個二維的曲線。如果加上導眼井的資料，則相對直眼井更能反映油藏體的很多信息，為解釋評價和研究水平井井眼軌跡與油藏空間關系提供了保證。
另外，開發(fā)水平井的布井前提是對油藏有了比較清楚的認識，這些豐富的背景資料也能為利用測井資料進行井眼軌跡與油藏關系的描述提供良好的指導，提高解釋的準確性。
3.4 水平井測井解釋研究思路
綜合以上分析，在水平井測井解釋技術方面提出了一套新的研究思路：
（1）熟悉地質數(shù)據(jù)體。在進行水平井測井解釋前，要分析研究并徹底搞清水平井在油藏構造上的位置，熟悉油藏構造和儲層（包括儲層上下各標志性地層）的分布規(guī)律。具體步驟包括：
1) 閱讀油藏相關資料；
2) 在構造背景上標出水平井井口位置及平面投影；
3) 選定參考井（若有導眼井，則首先采用導眼井），在構造圖上標明參考井位置，參考井眼的位置；
4) 對參考井進行地層構造傾角處理，以備參考。
圖2 井眼軌跡與油藏關系解釋技術
（2）測井數(shù)據(jù)校直處理。，井眼軌跡。，井眼軌跡。利用水平井測井資料的井斜、方位數(shù)據(jù),計算出井軸上每一點的垂直深度、水平位移,并繪制出井眼軌跡圖。，井眼軌跡。同時，利用計算出的垂直深度,以垂直深度值作為新的深度系統(tǒng),相應對每條曲線進行重新等距采樣,形成新的數(shù)據(jù)文件,并用該數(shù)據(jù)文件繪制出垂深的測井組合成果圖。，井眼軌跡。在這個過程中，還要特別注意曲線的深度對齊，在使用校深曲線法進行校深時，要保證校深測井儀器兩次測量時的運行軌跡盡量一致。
（3）加強水平井的地質設計研究。綜合利用地質資料、三維地震資料，充分把握油層的空間展布和物性的三維變化情況，才能使水平井軌跡位于油層的最佳位置，使水平井測井資料的解釋轉變成近似均勻介質的厚層時的資料處理程度。這樣就可以極大地簡化解釋的復雜性和技術上的難度，目前常規(guī)直井中比較成熟的解釋技術就可以發(fā)揮較好的效果。
圖3 井眼軌跡與地層關系測井解釋成果圖
4．結論
目前垂直井所固有的解釋方法在水平井解釋中仍然占主導地位，具水平井特點的解釋方法還須系統(tǒng)化和綜合化。總體看來，水平井的整個解釋評價技術都是圍繞水平井井眼軌跡與油藏關系這一核心來開展。因此，本文提出的評價解釋技術研究主要集中在兩個方面：一方面研究利用測井資料解釋和描述井眼軌跡與油藏地層、流體等空間分布位置關系的描述技術；一方面研究井眼軌跡與油藏空間位置關系成果的生產應用技術。
但目前水平井的成圖系統(tǒng)在儲層的幾何形狀描述和油藏動態(tài)特征統(tǒng)計顯示、儲層垂向上描述與橫向變化的巖石物性參數(shù)的結合以及三維可視化顯示等方面還需要進行不斷完善，最終形成一套以水平井井眼軌跡與油藏空間關系為核心的測井解釋評價技術，解決水平井工程中的實際技術難題，提高水平井開發(fā)效率。提高數(shù)據(jù)采集技術水平、發(fā)展和完善水平井測井方法進而提升水平井測井解釋技術水平是中國測井屆所面臨的艱巨的任務。
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關鍵詞：水資源地下水監(jiān)測一孔多層成井結構
地下水監(jiān)測是一項長期的基礎性、公益性技術工作，是認識和掌握地下水動態(tài)變化特征，科學評價地下水資源，制定合理開發(fā)利用與有效保護措施，減輕和防治地下水污染及其相關的地質災害和生態(tài)環(huán)境等問題的重要基礎，可以直接為水資源的管理和保護、地下水的合理開發(fā)、可持續(xù)利用以及地質災害防治和生態(tài)環(huán)境保護等提供科學支持和技術保障。
天津市地下水監(jiān)測站網主要依托于生產井發(fā)展起來的，1999年在全市開始地下水位自動監(jiān)測建設。2005年起，我市開始加大地下水監(jiān)測投入力度，著力地下水監(jiān)測站網的建設和改造，重點是地下水專用監(jiān)測井建設和地下水信息系統(tǒng)建設，目的是實現(xiàn)地下水監(jiān)測井專有化，提高地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)精度以及地下水監(jiān)測信息傳輸和處理的時效性。目前，我市地下水監(jiān)測井全部為單孔監(jiān)測井或叢式單孔監(jiān)測井群。一眼井只能監(jiān)測一個地下水層組，存在相對成本高、占地面積大、施工周期長、不便于儀器的施用和管理等問題。形成了人、財投入大，采集信息不便的現(xiàn)象。一孔多層（多井）成井技術的研究與應用解決了市區(qū)，城鎮(zhèn)地下水專用監(jiān)測井建設難等問題。
一、 一孔多層地下水監(jiān)測井技術研究概況
國內開發(fā)利用地下水成井未見一孔多層井新技術的開發(fā)。近幾年隨著專用監(jiān)測井的發(fā)展建設，依我國各地區(qū)地質、水文地質條件的不同多采用巢式或連續(xù)多通道（水平通道）監(jiān)測井群的建設方式，以滿足多層次地下水動態(tài)監(jiān)測及動態(tài)要素獲取的需求。近期雖偶見一孔多層監(jiān)測井的建設，但其成井深度、井徑、井內孔數(shù)及成井技術方法均不適用于天津地區(qū)大垂深、多地下含水組一孔多層地下水監(jiān)測井的建設。
天津一孔多層地下水監(jiān)測井技術的研究與建設，受啟于石油系統(tǒng)的叢式定向井成井技術及單項工藝技術方法。S―1000型鉆機機具經改裝及配置的重新組合使其成孔直徑達1.0M，成孔深度達600M之深。根據(jù)監(jiān)測需求在大鉆孔內成3-5眼不同垂深，監(jiān)測不同地下含水層組水力狀態(tài)的專用監(jiān)測井，即一孔多層地下水動態(tài)監(jiān)測井。
根據(jù)研究路線將一孔多井成井難點技術分解為單獨的大口徑成孔技術，多層次下管技術、多層次管填礫技術，多層次水泥環(huán)止水技術，多層次大功率空壓機洗井技術。每一單獨工程工藝技術按工程序實施，而各工程工藝技術或措施又為環(huán)環(huán)相連。我們在實施建設一孔多井成井研究實驗除孔徑略大外，各工藝工序技術均有幾十眼井的成功經驗和工藝措施。監(jiān)測井管管材使用規(guī)制鋼卷管。因其抗壓抗剪加抗負壓力指標滿足于一孔多層井建設的需求。
二、 一孔多層地下水動態(tài)監(jiān)測井結構
一孔多層地下水動態(tài)監(jiān)測井結構是由大口徑孔深，依各監(jiān)測層位按序排布的泵室管、變徑、井壁管、濾水管和最深層組的井底封，鉆孔和各類管材之間排布不同層位的礫料、止水泥球、止水水泥環(huán)等。這種按設計鉆鑿的鉆孔，各類井管的按序排布和其的填料共同組成井結構，按設計實施，一孔可成三至五眼井，詳見圖。
三、一孔多層地下水監(jiān)測井經濟效益
1）與普通的地下水監(jiān)測井工程對比，占地面積小。天津市大部分地區(qū)監(jiān)測站點要監(jiān)測5層含水組，每層要打1眼監(jiān)測井，共要5眼井。當利用了一孔多層成井后占地節(jié)省五分之一。一孔多井成井后占地面積小于1m2，加上觀測設施專用井房占地面積小于10m2。有效的提高了土地的使用率減少了征地費用問題。
2）對水質穩(wěn)定性和質量要求較高而需水量較大的企業(yè)及其有關需求部門，不但解決了集約性開采的難點又便于操控新技術的應用同時便于管理降低了成本。
3）解決了松散層地下水水資源地由分散開發(fā)集中供水變?yōu)榧s式開發(fā)集中供水的問題，大幅度地降低開發(fā)建設，管理成本同時便于新技術的應用、環(huán)保節(jié)能。
隨著經濟社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，對水的需求與日俱增，水日益成為經濟社會可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。長期持續(xù)超采地下水，誘發(fā)的地質災害不斷加重；地下水污染日趨嚴重，危害突出，令人觸目驚心；水資源不合理開發(fā)利用導致地下水鹽失衡，生態(tài)退化嚴重。供水安全、水環(huán)境安全日益受到威脅，相關地質災害也越來越嚴重，這些已危及到人民群眾的身體健康與生命財產安全，制約著經濟社會的全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展。地下水監(jiān)測信息對于工業(yè)生產、農田灌溉、城市供水及生態(tài)環(huán)境保護等都具有重要作用，是進行地下水開發(fā)利用規(guī)劃，實現(xiàn)地表水和地下水聯(lián)合調度，科學管理水資源的重要信息，直接關系到人民生活、工農業(yè)生產的布局，關系到國民經濟的建設與發(fā)展。
[關鍵詞]秦家屯油田 PNN監(jiān)測 機械堵水 采收率
中圖分類號：TE624.6 文獻標識碼：TE 文章編號：1009914X（2013）34021602
一、概 述
PNN（Pusle Neutron Neutron）簡稱 脈沖中子一中子，PNN測試是向地層發(fā)射高能量（14.1Mev）的快中子，探測這些快中子經過地層減速以后還沒有被地層俘獲的熱中子。與其他傳統(tǒng)的中子壽命儀器的主要區(qū)別是：傳統(tǒng)的中子壽命儀器是探測放射出來的中子被地層俘獲以后放射出來的伽馬射線。因此它可以在低礦化度、低孔隙度的地層情況下提供更為精確的測量結果。同時利用兩個中子探測器上得到的中子記數(shù)的比值就可以計算儲層含氫指數(shù)。據(jù)此在低礦化度地層水條件下，分辨近井地帶的油水分布，計算含油飽和度、劃分水淹級別、求取儲層孔隙度、計算儲層內泥質含量及主要礦物含量等等。而常規(guī)的C/ O 碳氧比〔1〕測井儀雖然使用時間較長，但存在記數(shù)率低、統(tǒng)計誤差大、測速慢，探測深度較淺，受井眼影響嚴重（測前必須洗井）、儀器外徑大、不能過油管測量，而且只適用于中高孔隙度（孔隙度大于20% 才能做定量分析）地層等諸多缺點。
PNN儀器利用兩個探測器（即長、短源距探測器）記錄從快中子束發(fā)射30ms后的1800ms時間的熱中子計數(shù)率，根據(jù)各道記錄的中子數(shù)據(jù)可以有效地求取地層的宏觀俘獲截面，同時利用兩個中子探測器上得到的中子計數(shù)的比值就可以計算儲層含氫指數(shù)（可以有效的識別氣層）。在低礦化度地層水條件下，分辨近井地帶的油水分布，計算含油飽和度、劃分水淹級別、求取儲層孔隙度、計算儲層內泥質含量及主要礦物含量等等。
與傳統(tǒng)的中子壽命測井相比，中子壽命測井記錄的是熱中子與地層俘獲反應釋放出的伽馬射線，反推熱中子的時間壽命，而PNN直接記錄俘獲反應前的熱中子計數(shù)率。具有獨特熱中子探測：解決低孔、低礦難題；獨特的高溫設計：工作環(huán)境可高達175°；獨特的記錄方式：記錄中子衰竭時間譜；獨特的成像技術：可直觀消除井眼影響；高精度評價技術：尋找出水點和剩余油。
二、技術特點
PNN是通過對地層中還沒有被地層俘獲的熱中子來進行記錄和分析，從而得到飽和度的解析。而傳統(tǒng)的中子壽命儀器是探測放射出來的中子被地層俘獲以后放射出來的伽馬。這是PNN 測試技術的主要特點之一。
探測熱中子方法，沒有了探測伽馬方法存在的本底值影響，同時在低礦化度與低孔隙度地層保持了相對較高的記數(shù)率，削減了統(tǒng)計起伏的影響。由于PNN 記錄的是還沒有被地層俘獲的熱中子，在低礦化度、低孔隙度的地層，俘獲的中子少，反而剩下的沒有被俘獲的中子多了，這時候中子的記數(shù)率就高，統(tǒng)計起伏就低，提高了測量精度。PNN 可以在低礦化度、低孔隙度的地層情況下提供更為精確的測量結果，這也是PNN 儀器測試技術的主要特點之一。
同時，PNN還有一套獨特的數(shù)據(jù)處理方法，能夠最大程度的去除井眼影響，保證了Sigma（地層俘獲截面）曲線的準確性，精度可以達到±0.1俘獲截面單位。
PNN 具有施工簡單，不需要特殊的作業(yè)準備，可以過油管測量、儀器不需刻度，操作維修簡單、記錄原始數(shù)據(jù)、去除井眼影響等等多方面的優(yōu)勢。PNN 現(xiàn)場無需任何特殊的作業(yè)，儀器外徑為43mm，可以過油管測量，也可以在油井生產、關井情況下進行測量。現(xiàn)場施工前，只要確保儀器能夠下放到目的層段即可。過油管測量以及在油井生產的情況下測量，都會受到井眼不同程度的影響。多層管柱以及管柱間流體的不同都會形成程度不同的井眼影響。PNN 通過其獨有的數(shù)據(jù)處理軟件包中的sigma 成像功能，成功的識別出不同的井眼影響，并避開這些井眼影響的數(shù)據(jù)，選擇真正來自地層信息的數(shù)據(jù)進行地層sigma 的計算，從而最大程度的去除掉井眼影響，實現(xiàn)了過油管以及在生產的狀況下進行測量。所以不管井筒中有水，有氣、還是有油，PNN 都可以進行測量，并取得準確的解釋結果。這也是PNN 測試技術的主要特點之一。
三、PNN測試技術在十屋采油廠秦家屯油田中的應用
SN78區(qū)塊位于秦家屯油田的西部，主要含油層位為泉一段農Ⅺ油層[7]，屬于常溫常壓低滲透油藏。該區(qū)塊于發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流以來，經過10余年的注水開發(fā)，目前已經進入了中高含水期階段，油藏情況異常復雜多變，平面上及縱向上非均質性不斷加劇[8]，造成注入水在平面上向生產井方向舌進和在縱向上向高滲透層突進的現(xiàn)象非常嚴重，導致油水井間出現(xiàn)串流通道，造成了無效注水，極大地降低了水驅效果。為了明確該塊油水井對應關系、緩和層間矛盾，為下一步分注、堵水等調整措施提供依據(jù)，近年，結合監(jiān)測實例，對比秦家屯油田前期監(jiān)測的成功經驗，對該區(qū)塊進行PNN監(jiān)測。共監(jiān)測了QK5-7-1、QK3等2井。
四、結論
1.PNN 測井克服了傳統(tǒng)中子壽命測井缺點，大大削減了儲層本身存在的自然伽馬和其它核反應產生的延遲伽馬對測井響應的影響，提高了測井響應對儲層的油水分辨能力和主要礦物分辨能力，能在地層礦化度大于20000ppm 或低于2000ppm 的油氣井中進行有效的過套管或過油管的儲層飽和度和孔隙度監(jiān)測。
2.PNN測井工藝特別簡單，無需任何特殊作業(yè)。而且獨特的成像系統(tǒng)可以有效的去除井眼和水泥環(huán)的影響。可以有效得出剩余油氣飽和度分布，找出出水部位，評價水淹部位，提供優(yōu)化射孔方案，避免射開水淹部位給開采帶來后續(xù)成本的提高和在工藝上無法處理的麻煩。
3.我們建議選井時盡量注意選擇固井質量較好的井次，以此保證測量結論不受井筒工藝的影響。
4.在低礦化度地層水的條件，PNN探測熱中子的方式可以得到較高的計數(shù)率，從而可以保證探測精度的準確性。
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關鍵詞：LWD；電阻率（MPR）；衰減；相位；SONDE；PADDLE
1前言
由于油田區(qū)塊的開發(fā)己經到了中后期，為了開發(fā)薄油層以及殘余油，地質導向儀器己經變得相當重要。另外這些區(qū)塊的地質構成及地層描述都已相當清楚，再利用鄰井的測井資料，就可以定性和定量描述開發(fā)地層的地質構成、各層位的孔隙度、地層骨架的巖性及密度。在這種情況下，只要使用MWD+自然伽瑪+電阻率組成的LWD，就可以滿足定向軌跡測量和地質導向的要求。
圖1貝殼休斯LWD井下儀器示意圖
2NAVIMPR儀器簡介
貝克休斯公司（Baker-Hughes）的隨鉆測井系統(tǒng)NAVIMPR的井下儀器主要由脈沖發(fā)生器（UPU）、探管（PROBE）、M30短節(jié)、MPR電阻率和井斜伽瑪（SRIG）幾大模塊組成，探管由整流模塊（SNT）、驅動模塊（SDM）、存儲器（MEM）、定向模塊（DAS）和伸展電子連接頭（EEJ）等組成，儀器總長13.02m。井下儀器示意圖如圖1所示。儀器中有一個渦輪發(fā)電機，鉆井液沖擊渦輪產生交流電，經SNT整流后，供給各個電路模塊。MPR(MultiplePropagationResistivity)有4個發(fā)射極、2個接收極，可以發(fā)射和接收頻率為2MHz和400kHz的兩種脈沖，考慮到相位延遲和衰減，共可接收32種脈沖信號。由4個發(fā)射極向地層分別發(fā)射2MHz和400kHz的電磁波，不同巖性的地層對電磁波的相位延遲或衰減不同的，從而通過泥漿脈沖經過地而傳感器傳到地面設備中，進行解碼。
MPR技術的引進提高了電阻率測量的精度，增強了薄層及其流體界面劃分的能力，使儲層綜合解釋及詳細的油氣水分析技術得到改進及完善。
3隨鉆電阻率測井原理
根據(jù)物理學，凡能在電場中極化的物質叫電介質。物質的介電性質也就是它的極化能力，用介電常數(shù)來表示。通常，泥餅的介電常數(shù)大于地層的介電常數(shù)。因此，在泥餅和地層之間會產生全反射，一部分波經泥餅傳播；另一部分波進入地層，并沿泥餅和地層的界面?zhèn)鞑ィ此^的側面波。測量側面波的幅度衰減和相位變化，就可求得地層的介電常數(shù)和電阻率。電磁波傳播測井儀器采用雙發(fā)雙收補償式測量（如圖2）。
圖2MPR雙發(fā)雙收補償式天線
3.1衰減的測量與補償
電磁波在介質中傳輸能量衰減。衰變或衰減速度與介質（地層）的導電率成正比。衰減（有時稱為振幅比）是根據(jù)兩個接收天線所檢測到信號的振幅計算得來的，和發(fā)射天線的距離有關。量化衰減水平最常用的單位是分貝（dB）。“振幅比”定義為：
振幅比＝20Xlog()（1）
其中，A代表振幅，單位是伏特。
T1天線發(fā)射，近接收天線（R1）和遠接收天線（R2）分別測得電壓信號，根據(jù)公式1得到的振幅比分別為A11和A12。T2天線發(fā)射，近接收天線（R1）和遠接收天線（R2）分別測得電壓信號，根據(jù)公式1得到的振幅比分別為A22和A21。在T1和T2交替發(fā)射一次后，得出補償后的衰減值：
在高導電率地層，由于遠接收器信號振幅比近接收器信號振幅弱，遠接收器的衰減較大。電阻率高時，發(fā)送器信號衰減較少，遠接收器振幅將只比近接收器振幅小一點。
3.2相移的測量與補償
電磁波在介質中傳輸除了有能量衰減，還有相位的移動。如圖3所示。T1天線發(fā)射，遠接收天線測得的相位差為P12，近接收天線測得的相位差為P11；T2天線發(fā)射，遠接收天線測得的相位差為P21，近接收天線測得的相位差為P22。在T1和T2交替發(fā)射一次后，得出補償后的相位差值為：
雖然電磁波的傳播速度一般被認為是一個常數(shù)（300,000千米/秒，通常被認為是光速），但這是實際上僅適用于在真空里傳播的電磁波（EM）。在電導體中，傳導電磁波的速度依照材料導電性的比例放慢。擴散波的波長、頻率和速度都通過以下方程式聯(lián)系在一起：
V=ω*λ或V=2πf*λ
電磁波在高阻地層中的傳播速度比在低阻地層快。因此，儀器傳送的信號在較高電阻率地層將有更長的波長，在較低的電阻率地層有較短的波長。
圖3相位信號示意圖
4隨鉆電阻率工作原理
MPR短節(jié)由探管（SONDE）和天線殼體組成。SONDE安置在天線殼體的內部，在殼體的內側通過PADDLE與殼體固定在一起。SONDE包括三個主要部分，它們都同PADDLE相連接：①發(fā)送器的上半部分，放置T2和T4的發(fā)射電路板；②發(fā)送器的下半部分，放置T1和T3的發(fā)射電路板；③接收器部分，放置主控板，接收板，電源板和調制解調器；PADDLE主要有以下四個功能：
同兩個發(fā)射骨架和一個接收骨架相連接；
提供各模塊之間的電氣連接；
提供發(fā)射和接收天線間的電氣連接；
給記憶存儲提供通信的通道。
在MPR鉆鋌中，PADDLE的一個插針與M30滑環(huán)相連接，通過此線與上面的探管（MASTER）進行串行通訊。68332芯片安裝在主控的電路板上，它控制每一個在發(fā)送和接收電路板上的68HC11芯片。每一個68HC11芯片都控制著一個數(shù)控振蕩器（NCO），68332通過總線直接和68HC11通信；68HC11會解碼一系列指令，并承載一些數(shù)據(jù)進入NCO寄存器，以產生特定的頻率：2MHz或400KHz。獲取的數(shù)據(jù)必須保證同發(fā)送信號是完全的同步，這是由在處理器主板上的一個晶體振蕩器來完成的。時鐘頻率是12.288MHz，這個頻率允許數(shù)控振蕩器以最小的失真產生2MH和400KHz的輸出信號。
4.1電源板和調制解調板
圖4供電與信號框圖
1）電源板和調制解調板的組成及工作原理
電源板主要由變壓器和開關電路組成。調制解調板主要由ACTEL芯片和運放電路組成。
MPR電阻率上有1個電源板和1個調制解調板。LWD的主處理器（MASTER）與MPR通過一根線進行串口通訊，這根線上同時走30V直流電和通訊信號，M30即為這根線。M30通過低通濾波器濾掉信號，剩下30V直流電進入電源板，通過變壓器和開關電路產生5V、+5V、-5V、+12V和-12V直流電，為主控板、接收板和調制解調板供電。M30通過高通濾波器濾掉30V直流電，剩下信號進入MODEM，轉換為MPR主控可識別的1039信號。MPR測得的數(shù)據(jù)通過MODEM將信號轉換成M30送給LWD的主處理器。
圖5電源電路板
圖6井下數(shù)據(jù)及信號通訊傳輸電路板
2）調試過程中遇到的問題
①電源板變壓器的纏制：變壓器纏不好就得不到規(guī)定的輸出電壓，同時變壓器會發(fā)熱，影響變壓器的工作壽命和工作的可靠性，還會造成功耗大的問題，此變壓器還會影響信號的處理。為此，我們纏了100多個變壓器進行試驗，解決了此問題。
②ACTEL芯片的解密：在世界范圍內，還沒有人能對ACTEL芯片進行解密，我們在掌握其工作原理和通信原理后，歷時3個多月完成了解密。
4.2發(fā)射板
圖7發(fā)射板框圖
1）發(fā)射板的組成及工作原理
發(fā)送板主要由下面元件和電路組成：68HC711微控制器、12.288MHz的時鐘電路、數(shù)控振蕩器（NCO）、濾波器、輸出放大器、直流電源轉換器和分頻器。
MPR電阻率上有4個發(fā)射電路板，位于SONDE的2端，每一端有2塊。它們的外觀和功能都是一樣的，產生2MHz或400KHz的振蕩頻率，它們之間唯一的區(qū)別是68HC711芯片內的程序不同。主控電路板通過總線和晶振控制發(fā)射板工作，并保持工作同步。發(fā)射板的供電方式為M30線直接供電，而不用電源板供電；M30線通過濾波電路濾掉信號，只保留30V直流電，通過變壓器進行直流轉換產生+12V，-12V和+5V直流電給每塊芯片提供電源。68HC711接到68332的指令開始工作，向NCO傳送數(shù)字命令使其振蕩，通過濾波器后，產生2MHz和400KHz的振蕩信號；然后進行電壓和電流放大，以增大其發(fā)射的功率，然后通過天線向外發(fā)射。
圖8發(fā)射電路板
2）調試過程中遇到的問題
①變壓器的纏制：變壓器纏制達不到要求會得不到規(guī)定的輸出電壓，同時變壓器會發(fā)熱，進而影響變壓器的工作壽命和工作的可靠性，還會造成功耗大的問題。為此，我們纏制了100多個變壓器進行試驗，解決了此問題。
②濾波電路的調試：濾波電路中電感和電容的選擇直接影響發(fā)射的相位和衰減，經過幾天的摸索找到了調試的規(guī)律，達到了規(guī)定的相位值和衰減值。
4.3接收板
圖9接收板框圖
1）接收板的組成及工作原理
接收板主要由下面元件和電路組成：68HC711微控制器、12.288MHz的時鐘電路、數(shù)控振蕩器（NCO）、濾波器、混頻電路、放大器、帶通濾波器和分頻器。
MPR電阻率上有1個接收電路板，上面有2個接收通道（R1和R2）。它們的外觀和功能都是一樣的，接收發(fā)射天線產生2MHz和400KHz的振蕩信號，并處理成6KHz的信號去主控。接收板的供電方式為電源板供電，需要+12V，-12V和+5V的直流電。主控電路板通過總線和晶振控制接收電路板工作，并保持工作同步。68HC711接到68332的指令開始工作，向NCO傳送數(shù)字命令使其振蕩，通過濾波器后，產生1.994MHz和394KHz的本振信號。接收天線接收到信號，放大后與本振產生的1.994MHz和394KHz信號進行混頻，經過放大和帶通濾波器后，產生6KHz的信號，然后進入主控板的A/D轉換器。混頻后降低信號頻率有助于更加簡單的處理信號。
圖10接收電路板
2）調試過程中遇到的問題
混頻電路的調試：在調試過程中，得不到要求的衰減值和相位值，存在一定的數(shù)值差；我們檢查了電路中所有的濾波電容、電感和電阻，沒有發(fā)現(xiàn)問題。我們將接收板分割成3塊進行調試，排除了本振部分和帶通濾波器部分，最后把問題定位在混頻器部分。對混頻器電路的電容和電阻進行調試，最后達到要求，完成調試。
4.4主控板
圖11主控板框圖
1）主控板的組成及工作原理
主控板主要由下面元件和電路組成：68332主處理器、數(shù)字信號處理器DSP、12.288MHz的晶體時鐘電路、32.768KHz的晶體時鐘電路、存儲器、A/D轉換器和LT1039芯片。
MPR電阻率上有1個主控電路板，它是MPR的大腦，控制發(fā)射板和接收板，并處理采集的數(shù)據(jù)，使用電源板供電。68332是主控板的核心，它是M30同LWD主處理器（MASTER）通信的結點。68332的主要功能是控制安裝在發(fā)射板和接收板上的微控制器68HC711的活動，68332與68HC711的通信通過總線來完成。6KHz的信號通過運放進入A/D轉換器，將6KHz的模擬信號轉換為數(shù)字信號，再將數(shù)據(jù)傳送給。DSP以每秒鐘24000次的速度接收A/D通道上采集的數(shù)據(jù)，DSP采用快于6KHz四倍的采樣速度，這就決定了它能以0度，90度，180度和270度的角度進行采樣，四個位置（0度，90度，180度和270度）的平均值的測量方法可以降低噪聲對系統(tǒng)的影響，DSP能對數(shù)據(jù)進行采樣并取平均值，除了原始的相位和振幅值外，還可算出相位差和振幅衰減值。68332把計算好的數(shù)據(jù)通過LT1039傳給MODEM，然后到LWD的主處理器。
圖12主控電路板
2）調試過程中遇到的問題
整體調試：在焊完68332、DSP及相應的電容電阻后，開始調試，68332總在復位，我們對電路板進行詳細的走線檢查，未發(fā)現(xiàn)問題；又仔細的檢查了電容和電阻，發(fā)現(xiàn)了錯誤，排除了問題。持續(xù)低電平；更換68332后，正常，持續(xù)高電位。焊上剩下的元器件后調試，又出現(xiàn)了復位現(xiàn)象，卸下備用存儲器后，主控板工作正常。用電腦進行測試，數(shù)據(jù)有錯誤，更換運算放大器后，一切正常。
5地面試驗和現(xiàn)場試驗
1）老化試驗：在實驗室進行了72小時的老化試驗，驗證其長期工作的可靠性。72小時后，測得數(shù)據(jù)正常，老化試驗成功。
圖13老化試驗
2）抗溫試驗：在水平井維修車間進行了抗溫試驗（85℃），驗證電子元器件的抗高溫性能。試驗得到數(shù)據(jù)如圖14和圖15。
圖14室溫情況下airhang數(shù)據(jù)
圖1585℃后airhang數(shù)據(jù)
上面2圖中紅色橢圓內相應位置的數(shù)據(jù)差值在±0.1之間，符合標準，高溫試驗成功。
3）現(xiàn)場試驗：使用自主研發(fā)的電阻率儀器2009年6月12日17：30到6月17日7：00在鉆井二公司30629隊杏13-55-平44井進行了下井試驗。從1074米開始工作，到1676.8米完鉆，儀器井下循環(huán)81小時，進尺602.8米，工作正常，現(xiàn)場試驗成功。
6結論
隨鉆測井是當今國際鉆井界的一項高新技術，對于提高勘探開發(fā)和鉆井總體效益具有重要意義和作用。本文深入的分析了補償式天線和電阻率電子部分的工作原理。得出了MPR的優(yōu)點如下：
1）MPR天線采用對稱式結構，可補償溫度和震動對電子元器件的影響，得到準確的測量數(shù)據(jù)；
2）SONDE在MPR天線殼體的內部，靠PADDLE與殼體連接，很好的與泥漿隔離，避免了泥漿的滲漏；
3）MPR電路板采用了大規(guī)模的集成電路，運用了DSP和FPGA等技術，受元器件的影響較小，工作穩(wěn)定可靠。
參考文獻
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1.學生重視程度不夠
石油工程專業(yè)的目標是培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展，適應現(xiàn)代石油天然氣工業(yè)發(fā)展需要，具有扎實的基礎理論和較寬的知識面，能在石油工程領域內從事工程設計、科技開發(fā)、生產管理與施工工作的應用型高級專門人才。目前我校石油工程專業(yè)主要有兩個培養(yǎng)方向：一個是鉆井工程，另一個是油氣田開發(fā)工程。很多石油工程專業(yè)學生認為他們畢業(yè)后所從事的主要工作是鉆井與油氣田開發(fā)方案設計、提高采收率以及油氣田增產改造措施等工作，只有“三大”工程（鉆井工程、采油工程和油藏工程）才是他們的主干課程，只要這些課程學好了就能夠勝任以后的工作，覺得“地質類”課程僅僅是一類錦上添花的課程，沒有多大意義。基于學生的這種認識，表現(xiàn)在：對該類課程的學習積極性不高；平時上課沒有幾個人做筆記；總是希望老師課堂上講的內容不要超出課本內容且與最終考試有關；課后基本不復習或思考問題；考前突擊死記硬背；上課基本上就是要個學分，以達到畢業(yè)要求。正是這一“錯誤”觀念的存在導致學生從思想上對該類課程不夠重視。
2.教師教學手段單一
“地質類”課程的傳統(tǒng)教學手段過于單一，以“板書”為主，演示圖表不規(guī)范，而且信息量有限，這樣的教學方法不易引起現(xiàn)在學生的學習興趣，也就無法取得理想的教學效果。現(xiàn)在在大量使用多媒體教學手段時，許多教師把多媒體作為教科書的翻版，一頁一頁低著頭順著多媒體往下念，沒有發(fā)揮多媒體這種教學手段的真正作用。可以說是只念不解，基本不考慮學生課堂氣氛，導致學生在課堂上有的看書、有的玩手機、有的睡大覺，根本談不上取得什么良好的教學效果。
3.理論與實踐聯(lián)系不夠
學生在校理論學習的最終目的是為了工作以后的現(xiàn)場應用。如果我們僅僅只是單一地強調如何將書本的理論知識傳授給大家，認為學生只要將書本知識掌握好了就可以滿足以后學習或工作的要求，那就大錯特錯。現(xiàn)在一部分教師在課堂上給學生授課時只講書本上的內容，很少將所講授的基本知識和原理與油田生實踐相結合，很少講授學科前沿理論，導致學生沒有興趣學習該課程。造成教師好像很賣力、學生好像很無奈的困境，其實教育如果解決不了學生的尷尬，那就是教育的尷尬。
二、提高“地質類”課程教學效果方法
1.提高學生的重視程度
學生坐在同一個教室里，讀一樣的書，聽一樣的課，同一個老師講解，而學習成績卻有很大差別。究其原因是：是否用心聽，是否與老師產生共鳴。人類從不厭倦于對知識的了解與學習—只要這些知識能夠指向他們心中懸而未決的巨大疑問。針對學生不夠重視“地質類”課程的情況，我們首先要給學生介紹該門課程主要要講授哪些基本原理與方法，能夠解決什么問題，與后續(xù)相關課程的關系等，使學生明白該門課程在整個課程體系中位置及在油田生產實踐中的重要性，這樣就有利于提高學生對課程的重視程度。以“地質類”課程石油測井為例，首先應該從測井手段的提出、石油測井能夠解決的主要問題以及與后續(xù)開發(fā)地質課程的關系入手，講述石油測井在石油工業(yè)中所發(fā)揮的重要作用，使學生能夠清醒地認識到這門學科在他們將要從事的工作中所能發(fā)揮的不可替代的作用。講授過程中再配合油勘探開發(fā)實例，對比分析石油測井技術的應用與油田勘探開發(fā)效果的關系，必定能夠喚起學生對該門課程的學習熱情和重視程度。油田地質基礎、油氣田開發(fā)地質學也需要以類似的方法進行教學。這幾年筆者在課程第一節(jié)課緒論部分講完后，總是花一點時間，用具體事例給學生講：一個人如果沒有良好的習慣，沒有嚴謹?shù)淖黠L，沒有過硬的本領，沒有明確的目標，沒有具體的計劃，沒有可行的措施，沒有吃苦的精神，那么這個人在未來競爭激烈的形勢下將不會有突出的表現(xiàn)，甚至會被社會淘汰。從目前情況來看，這對提高學生對課程的重視程度有一定的效果。
2.多媒體與傳統(tǒng)教學手段結合
多媒體教學是計算機應用到教育領域的一個重要表現(xiàn)，具有一定的優(yōu)勢。但在教學過程中如果把多媒體的使用像做大會報告那樣的話，就失去了多媒體在教學中的意義。多媒體教學的優(yōu)勢在于：一方面是傳遞的信息量大，另一方面是演示的圖表規(guī)范，節(jié)約了老師在課堂上繪制圖表占用的時間。但是，如果把所有要講的內容全部集成到多媒體里，學生就會產生視力疲勞感。在使用多媒體教學的情況下，如果再輔以“粉筆+黑板”的傳統(tǒng)手段，在黑板上將重要知識點予以強調，引起學生重視，將兩者有效地結合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，必然會使課堂效果最優(yōu)化。
3.提高教師對教學熱情的投入
教育是人與人之間的問題，也是自己與自己之間發(fā)生的事，就像一個靈魂喚醒另一個靈魂、一朵云觸碰另一朵云，不是單方面的問題。在大學教育大眾化的背景下，我們有些教師仍然延續(xù)上個世紀大學精英化教育的思維，想象著學生應該怎么樣，總是把他們平時的樣子與覺得該怎么樣去比較，這種思維是現(xiàn)代高等教育最大的障礙，如果這樣我們就沒有辦法與學生建立聯(lián)系。教師上課，學生聽不明白或不夠重視，那么問題出在什么地方？在教學這個環(huán)節(jié)過程中，學生是上帝，上帝沒有聽懂，上帝沒有錯，我們的教師都是高職稱、高學歷，所講述的知識與方法肯定也沒有錯，那么唯一錯的就是內容層次安排、言辭清晰度及知識密度出現(xiàn)了問題，導致教師所講授的知識沒有被傳遞。究其原因，是教師對教學的熱情投入不夠，沒有把自己放在學生的角度來看待如何才能把該門課程學好；沒有下工夫把該門課的知識結構與層次理清；沒有下工夫思索針對現(xiàn)在個性化很強的學生如何優(yōu)化教學方式。只有當學生從內心感受到了教師的敬業(yè)精神、教學熱情、教學技藝，這個感受就會被傳遞，學生就會熱愛這個老師，愛學這門課，同時這種感受也會向淋雨一樣浸透他們，在未來的人生中緩慢滋養(yǎng)。誠然，現(xiàn)在大學教師壓力比較大，不但要承擔大量的教學任務，還要承擔許多科研任務，同時又要應對考核發(fā)表科技論文。但大學的主體是教學，這是絕對不能改變的事實，無論什么原因都不能成為消極教學的借口，況且教學、科研、并不矛盾，而是一種相輔相成的關系，難點僅僅在于教師如何去很好地協(xié)調好這三者之間的關系。
4.加大課堂隨機提問力度
課堂教學過程中，課堂上不間斷地提問無疑非常重要。這樣做，一方面可以了解學生對已學知識的掌握情況；另一方可以吸引學生的課堂注意力。我們可以采取隨機點名提問，要求學生當場回答；也可以提出問題留給學生思考，下一節(jié)課隨機請多名學生回答，并對他們的回答進行逐一點評，對回答好的進行表揚，對差的進行鼓勵。通過不斷地提問，可以引導學生自主學習，使學生融會貫通，從而培養(yǎng)學生思考問題、分析問題、解決問題的能力。筆者自身多年教學經驗證明，上課經常提問到的知識點，學生都掌握得非常好。
5.加強理論聯(lián)系實際
理論來自于實踐，又指導實踐，理論與實踐的有力結合有助于強化教學效果。如果在課堂教學中僅僅局限于理論知識的講解，會使學生感覺到枯燥、乏味，從而失去對該門課程的學習興趣，取得不了良好的教學效果。筆者在實際教學中會及時地把自己科研中遇到的與所講課程內容相關的現(xiàn)場實例帶入課程，使學生理論聯(lián)系實際，加深對知識點的理解，提高學習興趣。比如：在講解油田地質基礎課程油藏類型部分過程中，筆者在講授完一種油藏類型的定義及書本典型案例之后，都會將自己熟悉的某油田實際的該類型油藏進行詳細解剖，引導學生尋找書本理論定義與現(xiàn)場實際油藏特征的差異性。然后還會給出一組地層數(shù)據(jù)與油層數(shù)據(jù)，讓學生利用軟件繪制出該油藏的剖面圖和平面圖，并分析油藏特征，同時簡單講解針對不同類型油藏所采取的不同開發(fā)方式，使學生認識到學習地質理論知識的重要性。
三、結論與認識
