测井设备

测井设备

测井设备先后经历了从模拟系统（20世纪50～60年代），到数字系统（20世纪70年代）再到数控系统（20世纪80～90年代）和成像系统（20世纪90年代）几个发展阶段。目前，应用最广泛的是数控测井系统，其井下和地面仪器设备的构成及大体功能如下。

14.3.1 井下仪器

目前，数控测井系统的下井仪器已多达数十种，其中常用的也有二三十种之多。不同的下井仪器具有不同的探测原理，测得的地层物理特性也不相同。实际应用时，可根据地质和工程目的对其进行选取。

井下仪器的复杂程度有很大的差别，从简单的只带有电极的棒体到装在承压金属壳内能在高温高压下工作的复杂的电子线路系统。所有的井下仪器都有探测器、接收器或传感器。同时为了测量诱发现象，还需要有一个源或发射体。这些均被安装在井下探头内。有的井下探头还具有液压或机械系统，用于打开或关闭带有推靠极板的井下仪器的推靠臂。

井下探头通常接在电子线路的下面。保护壳内的电子线路，根据需要将具有以下任务。

1）给井下探头的发射系统供电，控制发射信号的时间和特性；

2）给探测器或接收系统供电；

3）对接收信号进行滤波、放大、模数转换和比例变换等；

4）提供探头机械部分工作所需的动力，并对其工作状态进行控制。

当多个井下仪器组合在一起进行测井时，仪器串中的每个探头及其电子线路都为来自或通向另一井下仪器的信号提供通路装置，并用插头座和丝扣环构成快速插接系统，与马笼头或电缆头连接。

井下仪器的探头及电子线路构成数据采集系统。井下发送部分按照一定的格式将这些信息经电缆向地面发送，地面仪器的数据接收部分进行接收。

井下仪器的探测能力取决于它的径向探测深度和纵向分辨率，这两者是相互矛盾的。从探测原状地层真实参数的目的，我们希望深的探测深度，减小井孔和侵入带的影响，但这势必又会增加围岩的影响而降低纵向分辨能力。反之，从探测薄层和了解地层微细变化的目的，我们又希望高的纵向分辨率，但这时井孔及侵入带的影响又会相对增加而降低探测深度。要同时满足这两方面的要求比较困难。随着仪器设计的改进，如装置贴井壁、电流聚焦、井眼补偿和采用不同探测深度的探测器阵列等方式，可以在很大程度上弥补不同方法的各自局限。目前，常用测井下井仪器的径向探测深度和纵向分辨率如表14-2所示。

表14-2 几种测井仪器的径向探测深度和纵向分辨率14.3.2 地面仪器

测井地面仪器是在测井过程中进行数据采集、工作监控、曲线记录和处理的系统。它首先对接收到的井下测井信号进行“信号恢复”处理，然后通过离散采样，将数据记录在磁带或磁盘上并显示、绘制成曲线，同时在井场做快速直观解释或通过遥传系统送到计算中进行处理。

典型的数控测井地面仪由计算机主机、信号采集系统、磁带机、绘图仪、测井接口、供电设备、深度通讯设备，以及其他辅助或特种作业面板等构成。其中主要部分作用和功能如下。

（1）计算机主机

它是测井数据采集系统的核心，完成对整个系统的控制和管理。

（2）信号采集系统

这部分是测井地面仪器的关键，它所完成的主要任务是信号采集。由测井传感器输出的信号是随测量深度和测量时间变化的连续信号，它包括各种模拟信号、声波波列信号、脉冲信号和数字信号，测井信号采集将这些连续信号离散化，然后再对离散信号作数字处理。

信号采集系统还具有如下重要功能：信号预处理。对井下信号进行滤波、放大、A/D转换、鉴别和整形等。数据采集控制。对下井仪器以可选的采样速率和采样方式进行控制，对井下仪器的状态信息进行实时处理。数据调制解调。将主机发出的命令调制后送到井下，将井下来的经调制的数字信号送到主机。接线控制。根据不同下井仪器的供电、信号传输模式要求，控制电缆连接方式将不同的测井信号送到不同的信号道。

（3）磁带机

将所采集的原始测井数据以一定的记录格式进行数据存储，用于数据的后续处理及向计算中心发送。