ECLIPS5700成像测井系统自然电位测量
摘 要：本文探讨了常规自然电位测量原理，对自然电位信号的采集控制，测试SP信号通道正常与否的方法进行了解析，合理控制继电器的位置，才能测得满意的自然电位曲线。
关键字：自然电位 测量解析 采集控制
一、前言
5700 成像测井系统中的自然电位信号的传输方式分为两种：模拟传输和数字传输。自然电位信号来源及测量参考点由不同的继电器控制 ，如想测得满意的自然电位曲线 ，必须熟练地了解控制继电器的位置 ，合理地选择 SP信号的通道为了取得正确而有效的自然电位曲线。
二、常规自然电位测量原理
井内自然电动势形成之后，与周围的导电介质就构成了电流流动的闭和回路。如图1a所示，在岩层中心的上下有两个这样的闭合回路，均由扩散电动势Ed、扩散吸附电动势Eda以及井孔泥浆柱、砂岩和泥岩这几部分的等效电阻rm、rt和rs组成。由于电动势发出的电流在外电路上是从高电位流向低电位，所以等效闭合回路中电流的流动方向是从泥岩出发，经井内泥浆柱、砂岩层在回到泥岩。在电流所经过的路径上，泥浆柱、砂岩和泥岩各部分等效电阻上都将产生一定的电压降。根据在一个电阻上电位值沿电流方向降低的规律，所以，在自然电流所经过的泥浆柱上，电位值就沿电流流动的方向不断降低，从而造成该井段上不同点处有不同的电位值。
为了进一步分析在电流所经过的泥浆柱上电位值的数量变化，如图1b用电流线示出了电流的流动情况。从电流线的分布图看出，在砂岩与泥岩交界面附近的井内，电流线最密集。显然，那里的电流强度最大，单位距离上产生的电位降落也最急剧。而越接近岩层中心的井段上，电流线逐渐发散而变稀，电位降落也趋于缓和。井中这种电位值的变化特征，如图1c的曲线所示。
显然，当岩层均匀且上下围岩的岩石性质相同时，岩层中心上下井内的自然电位分布是对称的。对着泥岩层的井内为正，对着砂岩层的井内为负。
当地层水的浓度小于泥浆滤液的浓度时，离子扩散的结果则正好与上述情况相反，对着泥岩层的井位为负，对着砂岩层的井内为正电位。
三、5700自然电位SP测量解析
1.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，如想测得满意的自然电位曲线，必须熟练的了解控制继电器的位置，合理的选择SP信号的通道，才能正确有效的测得自然电位曲线。
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：SP SOURCE CONTROL。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。在使用的是3510/3514作为传输信号的情况下，供电后仪器里面继电器的默认选择为TOOL。在大多的情况下，好多人可能并不关心这个参数的设定，这是由于在通常情况下使用的是3510/3514下面的仪器上环来进行测量，在3510/3514上面没有自然电位测量环。
在我们测井时会遇到这样的窗口：COMR：MODE 7/SP CONTROL，仅在真模式7中出现（True Mode7），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。对于一些需要开腿收腿的下井仪器，由于开腿和收腿的需要，这个继电器可能被用来开收，连接到自然电位上的开关可能断开，这就要我们开收完腿后重新连接一下。在我们实际测井中，通常在测阵列感应时如需同时测SP和SPDH则需要人为手动操作这个界面窗口来实现，否则得到的SP可能在测井曲线窗口中只是一条直线，也就是没有数值。
当用3514做传输短接来测DLL的时候，会出现这样的窗口COMR：LL REFERENCE CONTROL，这个窗口给操作者一个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，也就是当测双侧向的时候，可以采集到一个在井下经过数字化由3514上传的自然电位（SPDH）（而不是模拟信号的自然电位），这个需要在马龙头上有一个电极。在DLL上没有测自然电位的电极环。在你不测MLL的时候，原来给MLL提供回路的8号电极就可以给你当自然电位的测量电极了。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。LL RETUREN-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LL RETURE DH 和SURF的默认设定。（现在的双侧向硬电极上有两个电极环，一个作为深侧向回路电极，另一个可以直接作为自然电位环）。
5700成像系统测井时，在加载了相应的服务表后，各自曲线会在相关的窗口了里。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。
2.测试SP信号通道正常与否的方法
2.1 模拟传输通道测试方法
打开地面系统，进入OCT，OCT中必须有1515HDIL仪器。进入测井预备状态，在5756 LCP接线控制面板的“PANEL”一排的7芯和8芯之间加自制模拟盒输出的100 mV一1 350 mV电压，7芯为“+”端，8芯为“一”端。线性调节输入
电压，检查地面系统SP信号输出，应该正确对应模拟盒的电压输出。
2.2 数字传输通道测试方法
打开地面系统，进入OCT，OCT中必须有SP曲线。打开3514井下仪器，取出保温瓶中的电子线路，在保温瓶外连接电子线路，连接电缆马笼头，地面系统供电后进入测井预备状态。在SP信号处理通道CH13道的“SP+”和“SP-”端加自制模拟盒输出的一1 350 mV +1 350 mV 电压，此时CH13道输出在50 mV一550 mV范围之内。
四、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。
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