双侧向测井影响因素与应对措施分析

钱志军

中海油田服务股份有限公司 天津 300459

双侧向测井仪可以帮助人员确定相关参数，如地层电阻率等，这项参数对于油气层开发工作至关重要。根据研究结果，如果钻杆没有接通电源，浅侧向探测深度较浅，浅侧向响应一般不会出现明显变化，但是深侧向仪器与钻杆的电位存在差异，因此深侧向响应可能改变。钻杆处于深侧向回路电极位置时，结合各项数据可以确定相关参数，即带钻杆加长电极系数刻度，此时可以忽略测井响应受到的影响。相关学者指出，双侧向测井电子线路中的参数变化会导致最终测量结果出现偏差，尤其是带通滤波器中心频率偏移，因此相关研究中详细分析了各项参数，并将这些参数联系起来用于计算测井曲线变化，包括中心频率及其增益、品质因素[1]。利用相关数据计算出最终测量结果的差异。本文主要研究了双侧向测井工程，结合实际工作流程探讨了可能导致测量结果出现变化的主要因素，在此基础上提出了针对性的应对策略。

1 工作原理

双侧向电极系设置了多个不同作用的电极。包括主电极、监督和聚焦电极，第一种设置在中心位置，后两种设置在上下位置，数量为1、4、4，表示为A0，M1、Nl、Al、 A2，除主电极外其它电极通常成对设置在各个位置，同时需要增加短路线。深侧向设置了不同电极，即回流和测量参考电极，在图1中表示为B、N，考虑到测量流程，两者一般处于“无穷远处”。屏蔽电极（聚焦电极）A1与A2在测量过程中具有相同的电位，在回路中形成的屏流Il与主电流I0具有相同点，即极性保持一致。一般情况下，A2较长，因此主电流在一定区域被聚焦，在地层深处屏流对其产生的影响较小，所以该电流不断发散，通过增加探测深度，能够得到相对准确的测量结果，与真电阻率差异较小。

图1 双侧向原理

在浅探测过程中，电极A2、A2为回流电极，与A1极性存在差异，屏流对主电流的影响较小，主电流层发散的位置发生改变，集中在较浅的地层，因此最终得到的测量结果可能在侵入带的作用下产生一定偏差。

2 影响双侧向测井的主要因素

2.1 测井回路

深侧向和浅侧向测量回路使用的导线型号存在差异，为7和10号缆芯。深侧向包括供电和测量回路，两者导线型号存在差异，前者为10号。如果这些导线出现故障，可能导致侧向测井无法顺利实施。这两条线是影响侧向测井的主要因素[2]。

10号芯出现故障的情况下，会直接影响深屏流通道，从而影响 ED、ID、ES、IS。7号芯出现故障的情况下，则会直接影响深电压测量回路，从而影响ED、 ES，IS，ID值可能出现误差。

7号、10号芯是否正常，可以结合CAL，ZERO，LOG的转换判断。如果前两项正常，最后一项出现错误，此时上述导线出现故障，包括3514内部芯线。针对这种情况下，需要采取有效措施使刻度继电器正常工作。7号线还受到地面开关的影响，如果3514中位于7号芯的继电器没有合理设置，也会影响导线的正常工作。室内回路线与patch盒相连，导致仪器回路连接情况无法确定，考虑到侧向回路会影响测量结果，因此应改变上述连接方式，即与缆铠等相连，从而避免出现数值跳等异常情况。

2.2 测井SP

侧向橡胶马笼头电极设置了SP环，即8号，需要合理设置其与马笼头的间距。同时应避免其与电缆外皮的间距过小。通常不小于6m。在组合测井时，应合理设置sp选择开关，将其连接到相应的位置，即bridle，在这种情况下，7与8芯相连。采用这种连接方式避免sp环无法正常工作，防止发生sp环无微侧向故障等，通常有微侧向不用设置该电极。地面择sp来源为tool。（设置bridle时，8芯-5号环无法正常连接，从而影响微侧向回路）

2.3 深驱动板

如图2所示，运放U1和功放U2在回路中起到特殊的作用，类似于压电恒流源。双侧向连接到不同位置，由于各种仪器的绝缘性存在差异，因此电流源可能出现变化。为了防止出现这种情况，需要改变深驱动板连接方式。详细情况如图3，电路中形成了深电流源，从而保证深驱动板正常工作。

图2 双侧向深驱动板

深参考板可调电位器2可以改变电路参数，即直流电平，通过改变该参数和反馈控制电压V2DD，可以相应的调整控制信号，将该信号与QD参考信号对比，利用相应电路改变信号类型，从而获取32Hz的方波，处理后的信号输入带通滤波器即可调整信号，最终形成相同频率的正弦波，之后经过相关设备进一步处理，即T2变压器。通过改变T2初级电压和电阻比值，即可获取所需的输出电流。如果仪器不具有良好的绝缘性，可能受到各种信号的影响，之后进入运放U1-2、U1-3。由于该电路中设置了稳压二极管，因此能够减弱上述信号的影响，防止电路中的器件故障或烧毁[3]。

2.4 带通滤波器

深侧向和浅侧向工作频率为32Hz、128Hz。带通滤波器容易受到各项参数的影响，包括频率和相位等，导致该器件出现中心频率偏移，最终导致测量结果出现误差，无法为油气层划分等工作提供参考。如果中心频率出现较大偏移，会形成严重的相位移，导致深、浅侧向测量结果不准确，影响测井曲线的形状和幅度，通过改变中心频率，能够减小深、浅电阻率曲线的偏差。考虑到中心频率和增益是两项重要影响因素，在仪器维护工作中需要重点关注带通滤波器这两项参数是否处于正常范围内，确保仪器测量精度符合要求，保证仪器正常工作。因此人员在调校双侧向测井仪时应重点检查上述参数。

2.5 其他因素

3516中设置了侧向换挡电源，其电压与马笼头电压存在一定联系，后者增加时，前者也增加。如果井深温度达到较高水平，会直接影响电源效率，导致无法灵活换挡，针对这一问题，应增加马笼头电压，从而提高换挡电源电压。如果深侧向屏流供电回路出现故障，会影响电压电流值，电阻率比值低阻时这种变化不明显，而高阻层时会产生较大差异，因此在测井时应检查上述参数是否正常；下井前，需要设置橡胶扶正器，一般集中在探头位置。

3 双侧向测井“双轨”现象的应对

在均匀电层中电阻率不会明显变化，通常为Rt，因此测井时需要避免电阻率出现明显变化，在探测深度存在差异时，应避免曲线变化，但是由于测量过程中容易受到不同因素影响，因此测量结果可能不准确，导致曲线无法保持一致，甚至形成双轨曲线，如果仪器无法正常工作、常数改变，都可能导致上述情况的出现。

3.1 仪器故障引起的“双轨”

仪器无法正常工作时可能出现双轨，针对这一情况需要检查仪器中存在的问题。常见的仪器故障具体如下：

（1）仪器线性不良。在低阻和高阻非渗透性地层中，仪器容易出现这类问题，从而导致曲线变化。所以在测井前需要重点检查仪器线路是否正常，包括元器件是否故障等，防止仪器在测量过程中出现震荡等情况，从而解决仪器线性不良问题。

（2）电极绝缘不良。马笼头和双侧向电极系容易产生这类问题，从而形成双轨曲线，前者外壳不具有良好的绝缘性时，可能影响井下电流。

（3）刻度不良。仪器刻度不良也会影响测量结果，形成双轨曲线，针对这种情况，可以改变“CAL”、“ZERO”的时间，通过增加这两项参数，能够防止出现双轨等现象，保证测量结果的准确性。

3.2 由仪器常数K 值变化引起的“双轨”

电极系几何尺寸、测量电压、绝缘性等都可能导致常数改变，进而导致双轨情况的出现。

（1）在仪器生产前一般需要设置合适的几何尺寸，因此在实际使用时这些参数不会明显改变，不会对仪器常数产生较大影响。

（2）仪器中聚焦程度是一项重要影响因素，如果该参数不在正常范围内，容易出现欠焦等问题，从而影响流过仪器的电流，针对这一问题，可以通过改变仪器增益，使仪器聚焦程度处于正常范围内，从而减小仪器测量过程中产生的误差，获取更加准确的测量结果。除此之外，需要采取有效措施减少仪器工作温度的变化，如果仪器工作温度过高，可能影响测量结果。

（3）电极系绝缘性较弱的情况下，会影响仪器中的电流，导致地层电流呈现下降趋势，导致仪器无法正常聚焦，影响最终测量结果的准确性，因此电极系绝缘性能是双轨的一项影响因素。

（4）测量仪器长时间使用情况下，可能影响信号精度，从而影响测量线性，容易形成双轨曲线，为了解决该问题，需要查看电极是否正常以及放大器是否正常工作，如果这些器件存在问题需要采取合适的处理措施。

3.3 其它原因引起的“双轨”

（1）双侧向测井曲线可能在井眼扩径变化时改变，深、浅侧向这项参数存在差异，具体为1.8m、0.76m。深浅视电阻率容易受到该参数的影响，增加该参数，深浅视电阻率会与正常情况下的测量值产生偏差，通常情况下，浅侧向的变化更明显。

（2）当裂缝带侵入倾角改变时，浅侧向测量结果不会出现明显变化，而深侧向测量结果会产生明显变化，因此深浅测井曲线会形成相交点，所以裂缝带和倾斜角会影响最终测量结果。

（3）有差平衡残留电位差是一项影响因素，会导致深测井视电阻出现明显变化，而浅测井这项参数变化不明显，如果井内外煤质电阻率对比度较高，上述参数的偏差较大，所以上述问题会影响深浅测响应分裂，为了保证测量结果的准确性，需要将这项因素考虑在内。

（4）在低阻和无围岩测量时，深浅侧响应值存在差异，后者更高，与此同时，深测井响应值产生的变化更明显，主要体现在分裂程度上，相较于无围岩，在高阻围岩中上述参数的变化更加明显，而浅测井响应值变化幅度大于深测井，所以该因素可能导致双轨现象的出现。

3.4 “双轨”现象的校正和处理

仪器常数值是一项重要影响因素，常用的解决措施是重新测量，对曲线加以校正，如果最终形成的曲线仍然产生较大偏差，表明地层和环境可能对测量结果产生影响，之后需要结合大量资料，并采取反演处理方式计算出各项参数，从而获取较为准确的地层电阻率。近年来，我国计算机技术发展速度不断加快，相关测量和计算方法开始引入到测井工作中，使得双侧向非均质地层中的测量工作取得了重要进展。

4 结束语

现阶段，石油资源已经成为我国重要的能源，在工业等领域发挥着重要作用，而石油开采时需要用到各种仪器，尤其是双侧向测井仪器。该仪器相较于传统仪器具有诸多应用优势，主要体现在测量精度更高，测量范围有所拓宽，但是在实际使用该仪器时可能由于操作不当影响测量结果的准确性，进而导致双轨等情况的出现。所以在使用这类仪器时需要按照流程操作，重点关注各项因素的影响，保证测量结果的准确性。