宛文宇 孟繁宇 肖雷雷

（中海油田服务股份有限公司油田技术事业部塘沽作业公司，天津 300452）

0 引言

微球聚焦测井是在微侧向和邻近侧向的基础上发展起来的一种测井方法，是微电阻率测井的方法之一。 它适用于水基泥浆（淡水或盐水）、砂泥岩或石灰岩剖面的中深井中进行测井作业。由于微球极板结构特殊并且采用泥饼校正电极的方法，有效地消除了泥饼及原状地层对测量值的影响，能够更加准确的测量出井下地层冲洗带的电阻率。 在裸眼测井过程中，特别是测量井段长，井况恶劣，扩径严重的情况下，极板会出现磨掉、磨坏甚至断裂等现象；极板是微球聚焦测井仪的“传感器”，进而会导致测量值出现负值，微球测井曲线异常等问题，影响测井质量和时效。 更会导致仪器维保频繁，维修成本变高。

1 渤海油田特殊井况环境下微球仪器面临的问题

1.1 高温高压井及深层潜山

近年来， 随着渤海油田油气勘探的不断深入，寻找优质油气藏的难度越来越大，我国海洋石油勘探逐渐向深水深层、高温高压方向发展。以渤海为例，某重点区块的深层潜山获得重大发现，但这些区块井底温度大部分都超过175℃， 高温高压对仪器的测量值准确性及仪器的稳定性都有较大的影响，井下高温同时也是微球测井仪面临的较大难题。传统的微球测井仪电子线路，电子线路部分没有保温瓶保护。 在井温较高的测井作业时， 现场作业仪器发生故障的风险极高。 而且在进行探井作业时，电测作业是第一趟测井项目一般都有微球聚焦测井，微球的测量曲线会第一时间影响甲方技术人员对地层的物性判断。

1.2 硫化氢和二氧化碳气体对橡胶材质的气侵腐蚀

随着井深的不断增加，测井仪器在腐蚀性气体环境下的工作时间加长，硫化氢和二氧化碳会对测井仪器造成不同程度的影响，尤其是外部采用含有橡胶材料的仪器，如交叉偶极的声波类仪器，微球的极板等。会出现橡胶类材质出现鼓泡、胀大等不可恢复性的损坏，从而导致密封O 圈、皮囊的失效，脆化、老化。如图1 所示。

图1 气侵后的橡胶皮囊

2 微球聚焦测井仪器的改进

针对微球聚焦测井仪测井面临的两个问题，对该仪器进行了改进，主要体现在以下两个方面。

2.1 微球仪器电子线路的改进

为了增加微球聚焦测井仪器在测井作业中的耐温性能，将微球电子线路上的马达控制电路、屏流控制电路、刻度换挡电路、电压和屏流输出电路，主流放大电路等装入保温瓶（200℃、4 小时）内。 并且优化设计了主流与检波电路、屏流与刻度、井径电路三大部分。 其中主流电路主要由前置放大器、带通滤波器和功放电路组成， 它能够提供随监督信号ΔVM1M2 变化的主电流I0。并且I0 由变压器T4 耦合到前置放大器，前置放大器将这个信号进行放大后送入带通滤波放大器， 输出信号经输出变压器T9 送到相敏检波电路，经相敏检波后，再经滤波后成为直流信号I0（DC）输出。 电压信号则由M0 与M1 耦合变压器通过U5放大滤波，经过T8 进行隔离后，由U4 进行相敏检波并滤波后输出V0（DC）信号。 通过上述的方法该仪器在特殊复杂地层的高温测井作业中的可靠性和稳定性得到进一步的提高。

2.2 微球仪器极板材质的改进

传统的微球极板主要由两种类型：第一种采用插针式非一体化橡胶极板， 电极使用40 铬镍钼合金制作，在极板背面使用三件套插针连接至电子线路。 第二种采用一体化橡胶浇铸工艺，电极逐步改良成较软的铜电极。但在实际测井应用中，多出现极板磨损、撕裂变形，及极板不绝缘等故障。其根本原因主要因为：橡胶极板在不规则井眼、 硬地层及潜山地层的条件下易磨损，且橡胶极板的边缘缺乏保护设计所致。为了从根本上解决此类问题，我们采用了PEEK 材料制作成的极板并且仍然延续了一体化的钅发铜电极（见图2），该极板不仅在边缘设计了护板，可有效地减少恶劣井况对极板的磨损、刮伤。 这种极板不但提升了耐磨性，而且PEEK 材料也解决了受腐蚀性气体的侵入、鼓泡和胀大问题。 有效地解决了在渤海油田高温高压下，因微球极板不绝缘或磨损而引起的聚焦电流无法完全在地层形成回路而导致的测井资料异常的故障。

图2 PEEK 型极板

3 改进后微球聚焦测井仪器的应用效果

选取一支214XXX 系列的微球聚焦测井仪配置PEEK 极板的测井作业为例，该仪器更换极板后，连续在渤中、曹妃甸、旅大等作业区块进行12.25 in 和8.5 in裸眼探井测井作业， 累计十五口井次测井资料均为优。如图3 所示，配置PEEEK 极板微球仪器的主曲线与重复段曲线测量值高度重合，不仅消除了测量地层过长极板磨损严重导致主曲线和重复段曲线无法重合的问题， 而且降低了频繁更换极板维保的经济成本，也减轻了维保工程师的工作强度。

图3 某口井测井主曲线与重复段对比曲线

4 结语

改进型微球聚焦测井仪在渤海油田的旅大、曹妃甸等区块探井作业时为甲方勘探提供了优质的地层资料，为该区块的后期开发奠定了基础。 此两种改进方法不但提高了微球仪器的耐温性能，也有效地解决了极板耐磨性差、遇到扩径等恶劣井况时，导致极板经常损坏的缺陷。 使该类测井仪器的性能得到了提升，也有效地降低了现场测井作业的故障率。