１２３９型双侧向测井仪器简介
陈海贵 吴建农 李占宁 （１第七一五研究所 杭州 ３１００１２）
（２中石化西北分公司工程技术研究院 乌鲁木齐 ８３００１１）
摘要 本文简要介绍了ATLAS 5700系统中1239型双侧向测井仪器的组成和主要优点，重点阐述了工作原理和电阻率计算模型。
关键词 双侧向测井仪 监督电极 电阻率 计算模型
１
１
２
１概述
近几年来，国内各大油田大量引进ATLAS 5700系统，因其性能良好，目前已成为测井领域的主要系统之一。1239型双侧向测井仪为5700系统主要电法测量仪器，它在原有1229型双侧向基础上做了重大的改变设计，从而大大提高了仪器性能。
1239型双侧向仪器采用多层屏蔽及恒功率、多反馈控制等新技术，提高了电阻率的测量范围及测量精度。测量范围扩大到0.2 ～40000Ù.m，测量精度提高到±5%，有效地解决了原有仪器高、低电阻率测量数据不一致的“双轨”现象；根据实际情况，深、浅侧向都有两种模式（浅标准模式StdSh、浅增强模式EnhSh；深标准模式SrtnDp、深格罗宁根模式GrtnDp）可供选择，对应探测深度分别为：StdSh-0.457m；EnhSh-0.787m；SrtnDp-1.397m；GrtnDp-1.067m。与普通双侧向仪器相比，更准确地反映了地层电阻率的变化。1239保留了深、浅侧向标准模式，保证了仪器在普通井眼条件下的测井；对于大井眼、高矿化度井况条件，浅增强模式探测深度为0.787m，能够较好地反映出地层侵入带信息；深格罗宁根模式不仅可校正格罗宁根效应，同时在套管口附近也能准确地测量出地层电阻率，克服了原1229侧向仪器套管口附近提前归零现象。
和1239MA（电极）两大部分组成。1239EA电子线路包括：±15V电源、逻辑和深参考、深侧向电流源驱动、浅参考、浅电流源驱动、电压前置放大、电流前置放大、相位检测和反馈控制、状态控制、电压平衡检验、频率选通混合放大电路等组成。1239MA由芯轴、电极等构成，电极呈对称状分布。具体仪器组成框图如图1所示。
图1 1239型双侧向仪器组成
２．２ 工作原理
由于该仪器深、浅侧向各有两种不同的工作模式，工作原理也各不相同，下面分别进行介绍。
深侧标准模式工作时，深侧向电流源加在4#电极和ARMOR之间，ARMOR为深侧向电流返回回路。深电流源电流由主电极1#、 4#及5#流出，同时由ARMOR接收返回。图2中，2#、3#电极为主监督电极，它们应保持等电位以迫使主电流平行进入地层，避免沿井壁方向流动；4#、5#电极为辅监督电极同样也保持等电位以保证电流平行流入地层，从而增加了深侧向探测深度。
２仪器组成及工作原理
２．１仪器组成
1239型双侧向仪器由1239EA（电子线路）34
图2 深侧标准模式和浅侧增强模式
图3 深侧标准模式和浅侧标准模式
浅侧向增强模式工作时浅侧向电流源加在5#、6#电极之间，6#电极为浅侧向电流返回回路。浅电流源电流由主电极1及4、5流出，同时由6#电极接收返回。图2中，2#、3#电极为主监督电极，保持等电位以迫使主电流平行进入地层，避免沿井壁方向流动； 4#、5#电极为辅监督电极，保持等电位保证电流平行流入地层。由于增加了一对辅监督电极，与标准浅侧向模式相比，大大增加了浅侧向探测深度。
深格罗宁根模式与深标准模式基本相同，只是回流电极由ARMOR改为格罗宁根电极，由于该电极位于整个仪器串下端，这样处理较好地解决了深侧向提前归零现象，能准确地测出套管附近地层的真电阻率。
浅侧标准模式工作示意图如图3所示。浅侧向电流源加在4#、5#电极之间，电流由1#、4#电极流出，5#电极接收返回，2#、3#电极为主监督。由于减少了一对辅监督电极，浅标准模式探测深度低于浅增强模式。
深、浅侧向共用同一组电极同时工作，主要是因为深、浅侧向采用了不同的工作频率，深侧向为32Hz、浅侧向为128Hz，两者由不同的电路分别进行处理。
#
#
#
３电阻率计算模型
1239型侧向仪器深、浅侧向各有两种工作
方式，两者可以任意组合。对于每种组合，深、浅侧向分别采样电流和电压值，以模拟量方式传送给3516型脉冲编码仪，经3516编码后上传。地面系统数据处理简化公式为：
Y=AX+B （1） 式中，A为乘系数，B为加系数，Y为地层电阻率，X为采样的电压和电流的比值，其中，A和B值通过仪器刻度来确定。仪器刻度是指在模拟的特定测量环境条件下，用被测参数的标准信号对仪器进行标定，以便建立起测量信号与被测参数的对应关系。1239双侧向仪器采用零刻和正刻两种采样电阻来标定A和B的。具体做法如下。
零刻时通过11900Ù电阻采样；正刻时通过11.9Ù电阻采样。采样的电流、电压值分别代入公式1，得出
Y1=A*（ED1/ID1）+B （2）
Y2=A*（ED2/ID2）+B （3）
其中Y1=KD*11900Ùm，Y2=KD*11.9Ùm。
ED、ID指的是深侧向电压、电流测量值，KD为深侧向仪器常数，它将测量电阻转化为电阻率。
（下转第４３页）
35
参考文献
[1] R J Bill . Insight into Interfacing Bus. IEEE Spectrum ,1975, 12(5): .50~57
[2] George W. What Makes a Good Interface. IEEE Spectrum , 1974, 11(11): 52~61
[3] J Paley. Standard Instrument Interface Simplifies System Design. Electronics, 1974, 14:95~106
[4] IEEE Standard 488-1978/ANSI MC1-1-1978. New York: Published by the Institute of Electrical and
Electronic Engineers Inc
[5] B&K Company. IEC/IEEE Interface and B&K Low-Power Interface. Technical Documentation , 1985 [6] Martin. IEC Interface Bus(IEEE-488) Simplified. Electronics Engineering, 1978
[7] 陆渭林. 水池数控坐标回转装置的研究与开发. 声学与电子工程, 2004,1:27~32
[8] 暴金生, 周企樱. 智能仪器设计基础. 北京: 机械工业出版社, 1989
（上接第３５页）
因为电阻R=E/I，电阻率ñ=R*（A/L）= R* KÙ.m。其中A（m2）和L(m)为一固定常数，故K也是一固定常数。对于深、浅侧向来说，探测深度、回流电极长度都不同，故K值也不相同。在实际测井过程中，仪器测量值受井眼大小、泥浆电阻率、设备倾斜度等许多因素影响，因此，K值的计算只能在特定条件下进行。这个特定条件是指井眼直径Bh=8”、ñt/ñm=100的理想状态时（ñt指地层电阻率，ñm指泥浆电阻率），深侧向仪器常数K=KD=0.798m，浅侧向仪器常数K=KS=0.983m。通过公式2、公式3计算可得出深侧向乘系数A和加系数B的具体值。测井时将采样值代入公式1，即可实时计算出深侧向电阻率
ñD=A*（ED/ID）+B （4）
同样，根据上述描述，可推导出计算浅侧向电阻率的三个公式：
Y3=A*（ES1/IS1）+B （5） Y4=A*（ES2/IS2）+B （6）
式中，ES、IS为浅侧向电压、电流值。（5）、（6）
式可以计算出浅侧向乘系数A、加系数B。
ñs=A*（ES/IS）+B （7）
上述式中，ES、IS指浅侧向电压、电流值，Y3=Ks*11900Ù.m，Y4=Ks*11.9Ù.m。
４结束语
本文简要介绍了1239型双侧向测井仪的组成、工作原理、特点以及电阻率的计算模型。目前，我所自行研制设计出了1239MA型电极系，该电极系采用国际先进技术，主体结构为芯轴、玻璃钢隔离套和不锈钢电极，利用平衡活塞缸进行压力补偿，不仅拆卸、维修方便，而且提高了抗腐蚀性和耐压强度，从而扩大了该仪器使用领域。在克拉玛依油田库尔勒分公司顺利完成了与5700地面系统的配接，并进行了5800多米深井的实井测试，经过实测曲线对比，仪器性能良好。
参考文献
[1] 1239 DUAL LATEROLOG-SELECTABLE OFT MANUAL
[2] 冯启宁、郑学新. 测井仪器原理—电法测井仪器.东营: 石油大学出版社, 1991
43