ECLIPS5700测井系统自然电位测量解析

摘 要：ECLIPS5700测井系统中对自然电位信号不同采集传输的方式导致在记录文件中产生多种不同名称的SP信号数据。本文从记录曲线名称、仪器采集传输方式、干扰分析等方面解析了5700系统测量自然电位的原理，并提出了一些如何得到满意SP曲线的方法。

关键词：自然电位 信号传输 干扰

一、前言

自然电位与井中岩层的岩性有密切的关系，能以明显的异常差异来显示渗透层。自然电位曲线可以用来判断岩性和划相、确定渗透层、求地层水电阻率、估计地层泥质含量和判断水淹层等。并确定地层水的含盐浓度，后者直接与地层水电阻率Rw有关系，而地层水电阻率是计算地层含油气浓度的主要参数。由于测量方法简单，并且能够提供主要的参数，它一直是测井作业中的一项必需的内容。

二、5700自然电位SP测量解析

一直以来自然电位被认为是简单稳定的测井项目，无论在测井理论和处理方法上都很容易理解。但是5700成像测井系统里面对它们的不同处理方式，对它们的不同命名，原本简单的自然电位测井变的扑朔迷离。

1. 5700常见的自然电位名称

1.1SP在通常状况下记录的曲线，由仪器的自身测量电极测量如1515和1503；

1.2SPCH通常由电极马龙头环测量，在我们通常的服务表中以3069XA出现，

1.3SPBR由双侧向长橡胶电极测量而得，长度至少85ft，也就是我们说的加长电极。

1.4SPSB以仪器的绝缘电极上的电极环作为参考环，也就是绝缘短接上的电极环。

2.自然电位信号的传输

在5700测井中，用两种方式来对自然电位进行处理：一是它作为模拟的测井信号上传到地面系统。二是它直接在井下被数字化后，经由模式2上传到地面数据采集。

模拟的SP即传统意义上的SP。是以我们放在地面的“泥浆池”电极棒为参考电位的，远电极取决于在井下运行的是感应仪器还是双侧向仪器。仪器供电后它的默认选择是仪器上的测量电极环。模拟信号由模式5的中心抽头上传，到LCP里面的模式5的中心抽头接受，由DASP板处理成SP曲线数值。同时，自然电位SP在3510里也被处理成数字信号如SPDH，它的参考远电极是电缆钢缆外皮而不是地表的“泥浆池”。

用3514作为传输短节时，模拟信号可以由缆芯7上传，如感应类的测井仪器，但测双侧向的时候，SP必须在井下数字化，然后由3514通过模式2送到地面采集，这是由于缆芯7作为双侧向的回路信号，而模式5的中心抽头又被其他占用。也可用电极上的电极环来替代仪器上的测量电极来进行自然电位的测量，这样的测量电极制做在软电极上或硬电极上，它与缆芯8相连。如DLL测井用这个8号电极来进行MLL测井，如果在测井项目中无MLL，这个电极可被用来作为自然电位的测量电极。

3.自然电位信号的采集控制

自然电位信号来源及测量参考点由不同的继电器控制，了解控制继电器的位置，合理的选择SP信号的通道，才能测得正确有效的自然电位曲线。

通常情况下，调用相应的服务表后，在仪器控制窗口下有这样一个选择COMR：SPSOURCECONTROL。你可以选择自然电位测量环的选择，是TOOL仪器上的测量环，还是来自电极上的测量环BRIDLE。供电后仪器里面继电器的默认选择为TOOL。

在我们测井时会遇到这样的窗口：COMR：MODE7/SPCONTROL，仅在真模式7中出现，这个窗口是让你连接或断开mode7信号以及自然电位信号是否到缆芯7上去。通常情况下，在3514里面的K1继电器已经连接好了。对于一些需要开收腿的下井仪器，这个继电器可能被用来开收腿，连接到自然电位上的开关可能断开，这就要我们开收腿后重新连接一下。在实际测井中，通常在测阵列感应时如需同时测SP和SPDH，则需要手动操作这个界面窗口来实现，否则SP可能在曲线窗口中只是直线而没有数值。

当用3514做传输短节来测DLL的时候，会出现这样的窗口COMR：LLREFERENCECONTROL，它给操作者一个DLL参考回路的方式，也就是在5756LCP里面的电缆外皮，它是通过3514来控制井下仪器DLL的回路的。这个控制窗口本意是让你连接井下DLL信号和上传至地面5756LCP的回路的。LLRETUREN-SURFACE将通过一个200Ω的电阻值给DLL一个地面的回路连接。在大多的情况下，你无须调整LLRETUREDH和SURF的默认设定。

5700成像系统测井时，一般情况下，在给仪器供电后，默认状况是仪器里继电器在标准模拟信号位置，也就是采集到的是常规的自然电位。

4.自然电位信号异常的分析及排除

在自然电位测井过程中，许多无关的因素影响自然电位曲线的形状，导致曲线失真，不能反映地层的真实情况，给处理解释带来错误结果。现场中经常遇到的有：工业迷散电流干扰、绞车磁化干扰、电极极化干扰等。

4.1自然电位曲线应平滑无毛刺，工业迷散电流引起的干扰在曲线上表现为有大小不等的不规则锯齿状变化，其原因是井场漏电，使自然电位的地面N电极电位无规则变化，造成测量M电极与N电极间电位干扰，出现锯齿状曲线。消除或减小这种干扰的措施有：暂停井场附近电力设备工作或将地面N电极远离有可能造成干扰的电力设备放置。

4.2绞车磁化引起的干扰在曲线上表现为周期性的正弦波变化，而且变化频率随滚筒快慢而变化。引起干扰的原因是，测井电缆绕在绞车滚筒上形成线圈，当绞车部件被磁化，滚筒转动电缆切割磁力线，电缆中产生的感应电动势进入自然电位测量道而产生干扰。防止或消除的方法有：尽量避免在测井时通太大直流电，尤其要避免一根缆芯通大直流电防止绞车磁化；发现绞车被磁化要及时消磁或更换相关部件；滚筒要用如不锈钢防磁或剩磁小的滚筒。

4.3电极极化干扰造成自然电位曲线基线漂移或出现台阶、跳尖等现象。测井时，当地面N电极放在不稳定的泥浆中（如流动泥浆或水渠中），由于扩散吸附电动势的影响，N电极的表面电位变化造成电极电位干扰，从而出现自然电位基线漂移。另外，当测量M电极在井内运动时，测速突然变化会使M电极上电位突变产生电极电位干扰，出现跳尖、台阶等现象。消除干扰的措施是：自然电位电极环和电极棒用不活波金属铅作电极；地面N电极要放在静止泥浆中；测速要均匀。

三、结论

1.测井时根据选用的服务表，操作工程师必需熟练地掌握自然电位曲线名称含义及所走的通道，合理控制继电器的位置，才能测得满意的自然电位曲线。

2.测井现场环境条件复杂，产生自然电位测井干扰的原因很多，首先要根据出现的状况分析判断干扰原因才能正确采取相应措施消除干扰。

3.操作工程师必须熟悉自然电位通道及合适的检测方法，才能很好地应对现场出现的SP测量问题。

参考文献

[1]BakerAtlas操作手册.

[2]测井学.北京：石油工业出版社，1998.

[3]王天波赵彦平白玉印.自然电位测井中干扰原因及排除方法探讨.国外测井技术，2002.