SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)與SL6504高分辨率感應(yīng)測井儀配接

李 東 何竹南 金志宏

(1.西南測井公司臨盤測井站 山東臨邑) (2.中國電子科技集團第22研究所 河南新鄉(xiāng))

SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)與SL6504高分辨率感應(yīng)測井儀配接

李 東1何竹南1金志宏2

(1.西南測井公司臨盤測井站 山東臨邑) (2.中國電子科技集團第22研究所 河南新鄉(xiāng))

文章簡要描述了SL6504高分辨率感應(yīng)儀器的結(jié)構(gòu)和通訊原理,闡述了SKD3000數(shù)控測井地面系統(tǒng)與SL6504高分辨率感應(yīng)配接過程中需要解決的技術(shù)問題,包括數(shù)據(jù)解碼和數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計,最后介紹了儀器配接使用中的注意事項。

數(shù)控測井系統(tǒng);高分辨率感應(yīng);PCM卡;數(shù)據(jù)處理函數(shù)

0 引 言

SL6504高分辨率感應(yīng)測井儀是勝利測井公司研制的新一代LDT雙感應(yīng)測井儀,是SL6000系列測井儀中的一種。該儀器采用了標準3508方式進行通訊,具有徑向探測深度大、縱向分辨率高、測量范圍寬等特點,且主要技術(shù)指標明顯優(yōu)于常規(guī)雙感應(yīng)儀器,是常規(guī)雙感應(yīng)儀器的理想替代品。本文介紹了SKD3000數(shù)控測井地面系統(tǒng)和SL6504高分辨率感應(yīng)配接過程。

1 SL6504高分辨率感應(yīng)測井儀特點[1]

SL6504高分辨率感應(yīng)采用全對稱聚焦線圈系,深、中感應(yīng)線圈系測量點在同一位置(線圈系的中點)。該種結(jié)構(gòu)的線圈系,能夠在提高儀器縱向分辨率的同時兼顧其探測深度,同時測量了感應(yīng)信號的實部分量(R信號)和虛部分量(X信號),這為還原地層真電阻率提供了豐富可靠的原始測量信息。通過對R信號和X信號進行反褶積濾波和數(shù)據(jù)合成,同時對圍巖效應(yīng)和趨膚效應(yīng)進行了校正,從而獲得比較真實可靠的地層電阻率信息。

高分辨率感應(yīng)測井儀器還組合了用于測量沖洗帶電阻率的球形數(shù)字聚焦測井儀,這種儀器不是采用硬件聚焦方式將測量電流發(fā)射入地層進行電阻率測量,而是分時測量屏蔽電流和主電流(Ib,Im)及監(jiān)督電極和參考電極的電壓,通過軟件聚焦求取地層電阻率,徑向探測深度為43 cm。

儀器的纜芯分配:

4#、6#交流供電,滿足纜頭電壓180 V,電流在180 mA左右;

2#、5#變壓器方式,下發(fā)命令/上傳信號,信號為20.83 kbps的曼徹斯特碼。

2 SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)與SL6504高分辨率感應(yīng)配接設(shè)計[2]

SL6504高分辨率感應(yīng)信號為碼速率20.83 kbps的曼徹斯特碼(3508與SBM3相同),采用了標準3508方式進行通訊。因此要實現(xiàn)SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)與SL6504高分辨率感應(yīng)配接,要從硬件解決下發(fā)命令/上傳信號、數(shù)據(jù)解碼問題,在軟件方面解決對上傳數(shù)據(jù)進行處理,最終得到需要的工程量。配接設(shè)計如圖1所示。

圖1 配接設(shè)計原理圖

3 硬件問題解決[3]

SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)的 PCM卡可以處理3502、3506、3508、WTC、9801等編碼信號。它完成地面儀與PCM下井儀的連接。其主要功能有:1)PCM編碼信號的處理及解碼;2)下井命令的編碼及發(fā)送; 3)聲波組合邏輯的產(chǎn)生與發(fā)送;4)與主機雙向數(shù)據(jù)傳輸。其工作原理如圖2所示。要完成SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)與SL6504高分辨感應(yīng)配接首先要完成PCM卡的初始化,也就是設(shè)置板卡的工作方式(選擇3508編碼方式),然后才能進行測井或者刻度。采集機先往井下發(fā)送0x0300(采集令)命令,約100 ms后再往井下發(fā)送0x0301(取數(shù)令)命令,下井儀器馬上上傳80個字的數(shù)據(jù)。PCM卡對來自下井儀的脈沖信號進行處理,經(jīng)放大、整形進入解碼器2,解碼恢復(fù)成二進制數(shù)據(jù),產(chǎn)生字同步TD、串行數(shù)據(jù)、位同步時鐘、以及校驗輸出,再進行串/并轉(zhuǎn)換。89C51由B口讀取二個字節(jié),完成一個字的接收,然后進行下一上字的接收,直到一幀完畢,再通過雙口RAM向主機傳送。下井命令由編碼發(fā)送電路來完成。

圖2 PCM卡原理圖

4 軟件問題解決

下井儀器上傳的80個字的數(shù)據(jù)其中第0～77個字是感應(yīng)、聚焦、自然電位、工作電源等數(shù)據(jù),第78個字是自然伽馬脈沖數(shù),第79個字是儀器狀態(tài)(暫時不用)。采集機采集的80個字的數(shù)據(jù),除了分離GR和SP外,其它所有數(shù)據(jù)按直傳方式處理,所有的數(shù)據(jù)處理在上位機的主程序算法里完成,包括原始數(shù)據(jù)分離、數(shù)據(jù)計算、溫度校正、數(shù)字褶積濾波等。

4.1 定時中斷和深度中斷應(yīng)用

在采樣程序中分別利用定時中斷和深度中斷兩種工作方式,旨在通過改變采集機的方式來改變PCM的下發(fā)命令的時間間隔,同時也就改變了上傳數(shù)據(jù)的間隔。在上提下放時,在采樣程序中利用定時中斷做特殊處理,在定時中斷里發(fā)送采集令和取數(shù)令,解決上提下放速度跟不上而導(dǎo)致的誤碼問題;在上測、下測或時間驅(qū)動時,在深度中斷里發(fā)采集令和取數(shù)令。這樣兩種工作方式的切換,既滿足了上測的等深度間隔下發(fā)取數(shù)命令,又實現(xiàn)了上提下放的PCM卡等時間間隔下發(fā)命令。

4.2 主程序中三個數(shù)據(jù)處理函數(shù)和一個通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

在上位機主程序中我們利用三個數(shù)據(jù)處理函數(shù)和一個通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),很好的解決可維護性和上傳數(shù)據(jù)的歸一化,刻度計算,測井計算,計算溫度校正等。

1)calcuhril(char＊pDataPointer)//SL6504 HRIL解碼計算函數(shù)

上位機每次接收到數(shù)據(jù)后,調(diào)用此函數(shù)可分離出如下原始曲線并計算出自然電位(SP)、數(shù)字聚焦(RDFL)。自然電位(SP)和數(shù)字聚焦(RDFL)需另加11點加權(quán)平均濾波,計算延遲0.5 m。所有數(shù)據(jù)為歸一化數(shù)據(jù)。

GND 電源地曲線

TEMP 溫度曲線

N15 -15V電源曲線

P5 +5V電源曲線

N60 -60V電源曲線

P15 +15V電源曲線

VREF 10V參考電源曲線

P60 +60V電源曲線

DILR 深感應(yīng)R分量

DILX 深感應(yīng)X分量

MILR 中感應(yīng)R分量

MILX 中感應(yīng)X分量

ZM 數(shù)字聚焦分量

DZM 數(shù)字聚焦分量

ZB 數(shù)字聚焦分量

DZB 數(shù)字聚焦分量

RDRZ 32個浮點數(shù)的中間量

VSPD 自然電位井下電極采樣電壓

VSPS 自然電位地面電極采樣電壓

2)void hrillog(void)深、中感應(yīng)計算函數(shù)

測井時,每次調(diào)用calcuhril函數(shù)后,都要調(diào)用此函數(shù),計算出深感應(yīng)電導(dǎo)率(HCID)和中感應(yīng)電導(dǎo)率(HCIM)。深感應(yīng)電導(dǎo)率(HCID)和中感應(yīng)電導(dǎo)率(HCIM)求倒數(shù)再乘 1000就可得深感應(yīng)電阻率(HRID)和中感應(yīng)電阻率(HRIM)。

3)int hrilcalb(void)刻度計算函數(shù)

刻度數(shù)據(jù)采集完成后,調(diào)用此函數(shù)計算刻度系數(shù)。

4)通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

聲明了一個全局變量,并初始化所有變量為0。其作用域為為主程序文件,起到很好的維護作用。通用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的溫度修正系數(shù)fTempCorrectCoef[448]要在傳遞刻度系數(shù)時(做刻度或加載已有刻度)從文本文件讀入,該文件由儀器廠家提供,文件名為:xxxxxx. tmc,xxxxxx是儀器號,若找不到該文件應(yīng)給出提示,并將fTempCorrectCoef[448]全置0。

4.3 曲線算法確定

在主程序里Method中只占有一個算法號,高分辨率所有曲線由“勝利高分辨率感應(yīng)算法”的第一個刻度系數(shù)CMP確定,所有的曲線由一個算法輸出。例如當CMP分別取9、10、11、12時,分別代表深中感應(yīng)的實、需信號算法;當CMP取79時,代表伽碼計數(shù)率算法。

5 測井應(yīng)用

SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)與SL6504高分辨率感應(yīng)配接應(yīng)用取得了合格測井資料,充分發(fā)揮了SL6504高分辨率感應(yīng)徑向探測深度大、縱向分辨率高、測量范圍寬等優(yōu)點,完全取代了常規(guī)雙感應(yīng)儀器。SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)在臨盤油田測得的某井SL6504高分辨率感應(yīng)曲線圖如圖3所示,SKD3000數(shù)控測井系統(tǒng)測得的該井常規(guī)雙感應(yīng)曲線圖如圖4所示。

圖3 臨盤油田某井高分辨率感應(yīng)曲線圖

6 配接及應(yīng)用中注意事項

1)原始信號hril,信號類型“高分辨率感應(yīng)”,通道“總數(shù)據(jù)”;原始信號SP,信號類型“高分辨率感應(yīng)”,通道“SP”;原始信號GR,信號類型“高分辨率感應(yīng)”,通道“GR”;

2)由于上傳信號幅度比較小,PCM卡增益要高;

圖4 臨盤油田某井常規(guī)雙感應(yīng)曲線圖

3)刻度時低刻、高刻輸入的工程值依次為:0,0,0, 0,1976.3,1971.7,2838.1,2831.5不同的刻度盤略有不同,應(yīng)該以刻度盤提供的參數(shù)為準;

4)448個溫度修正系數(shù)保存在儀器號相同的文件名下,必須放在D:logcalixxxx.tmc;

5)SP、GR曲線的算法為“勝利高分辨率感應(yīng)算法”,第一個刻度系數(shù)分別為100、79。

7 結(jié) 論

SKD3000數(shù)控測井地面系統(tǒng)與SL6504高分辨率感應(yīng)配接過程中,成功的解決了數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理等技術(shù)問題,充分發(fā)揮高分辨率感應(yīng)優(yōu)點,對油田開發(fā)薄儲層有顯著的潛在作用,在臨盤油田得到了廣泛應(yīng)用。

[1] 勝利測井公司.SL6504B高分辨率感應(yīng)操作維修手冊. 2005(資料)

[2] 王汝泉.高分辨率感應(yīng)測井儀[J].測井技術(shù),2004,28 (2)

[3] 中國電子科技集團第22研究所.SKD3000數(shù)控測井地面系統(tǒng)操作手冊.2005(資料)

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 東,男,1971年生,工程師,1995年畢業(yè)于石油大學(xué)(華東)測井專業(yè),現(xiàn)在西南測井公司臨盤測井站從事生產(chǎn)技術(shù)工作。郵編: 251500

2010-02-21 編輯:梁保江)

·開發(fā)設(shè)計·