[发明专利]测井设备的时深数据的处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及测井控制领域，具体而言，涉及一种测井设备的时深数据的处理方法和装置。

背景技术

存储式测井是一种钻具输送无电缆存储测井技术，适应于井况条件恶劣的大斜度井和长位移水平井测井作业，是一种区别于传统电缆测井和钻具输送电缆测井的新的测井工艺，随着钻井工艺水平的不断提高，这种测井方式也越来越受到油田用户的欢迎。

当前对采油井进行测井作业的目的一般是检查目标井经过一段时间的采油作业后，井壁是否发生了异常变化，固井水泥是否出现了质量问题(声幅测井)等，另外还要通过自然伽马曲线与地层信息进行对比，对磁定位(Casing Collar Locator,CCL)测到的套管接箍峰进行校深，确保射孔层位不会错且能够有效避开套管接箍位置。上述三种测量可简称为“测三样”，即测量声波幅度、自然伽玛和磁定位。

磁定位仪器包括两个磁钢(产生磁场的)、一个线圈、放大器。2个磁钢同极性对着摆放中间有一个线圈，此时线圈内磁通量为零不变。仪器接在马龙头下面，下井时在没有干扰时磁场强度不变线圈中通过的磁通量不变，此时也不会产生感应电动势，无数值输出。但是在套管接头位置套管厚度发生变化，改变了磁场的分布，线圈内磁通量就会发生变化，因此CCL在下到接箍位置时线圈中的磁通量会发生变化。由法拉第电磁感应知道线圈中会产生感应电动势，接箍位置大约20公分，在线圈接触接箍位置和离开接箍位置时都会出现一个同方向的小尖峰，在中间位置时是一个反方向的大的尖峰，因为在中间位置时磁场分布变化最大。信号被记录，由放大器放大再经过整形处理，上传，在电脑上显示，显示出来的是毫伏级电压信号。从曲线上看出在套管接箍位置都会出现上下同方向的2个小尖峰和一反方向大尖峰。套管在出厂之前要进行消磁，否则外磁场会对CCL有影响。仪器刚进入套管时线圈磁通量也会发生变化。

磁定位仪器除了能够确定套管接箍外，还可以用于确定套管的损伤、腐蚀、穿透状况，在套管破损位置由于套管壁厚的变化也会发生磁场强度的变化，但是很弱几乎看不到变化。在测井曲线上还会看到有些地方虽然不是套管接箍位置但是也会有不是很大的毛刺，说明这个位置套管上沾有一些磁性物质，或者是此段地层含有一些磁性物质。另外，由于射孔段套管不完整改变磁场强度，线圈中会产生感应电动势。不过这个幅度比套管接箍位置小的多。

目前市面上的存储式测井井下仪器的地面深度跟踪技术大多是基于综合录井仪器的钻头位置跟踪方法改进而来，即使用绞车传感器直接连接在绞车滚筒的主轴上，通过主轴带动绞车传感器转动来获得绞车上下行脉冲计数。

为了能够将绞车传感器产生的上下行绞车脉冲转换为大钩的位移量，计算机需要获取到绞车的基本参数，代入到绞车模型(如图1所示)中进行计算，最后得到每个脉冲对应的大钩位移量，其中，R’为滚筒的半径，R1’为滚筒12’和钢丝绳10’的半径，r’为钢丝绳的半径，通过上述的三个参数计算大钩位移量。

由于下测与上测(即下钻与起钻)过程不是连续的，而是要通过不断的接、卸钻具实现的，也即大钩位置变化的时候，井下仪器不一定随着大钩位置移动而运动，必须结合大钩的轻、重载状态进行判断。一般情况下，当卡瓦处于坐卡状态(大钩轻载)时，此时下部钻具加上仪器的重量全部都加在卡瓦，钢丝绳上承载的只有大钩的重量，当卡瓦处于卸卡状态(大钩重载)时，下部钻具与大钩相连，钢丝绳上承载的就是大钩、钻具组合和测井仪器的总重量了。

通过设置的坐卡瓦重量限值(一般而言此门限值设置的略大于大钩重量)并结合大钩负荷传感器传来的信号(经过数模转换)进行比较，得知卡瓦的当前状态，即下部钻具组合是连接在大钩上还是已经脱离了，如果连接在大钩上，那么下井仪器的移动与大钩就是同步的，如果下部钻具组合脱离了大钩，那么无论大钩如何移动下井仪器都是处于静止状态，综合以上方法就能够得到井下测井仪器测量深度(位置)。

由于录井专业的特点，其主要关注的重点是钻进(钻头破裂开地层)过程，而起、下钻(为了换钻头、螺杆或其他原因卸接钻具)过程(在测井专业里面叫做上、下测)不是录井关注的重点，因此对钻位精度的要求较低，往往一个起下钻过程结束后钻位误差能够达到1-2％甚至以上(譬如某井井深3000米，下钻到底后深度跟踪结果是2950米)，在录井行业这个误差是可以忍受的，但是对于测井行业而言是绝对不允许的。

在硬件设备工作正常的情况下，这个井深误差的主要来源是绞车模型参数(包括滚筒直径、滚筒长度、大绳直径、大绳股数)的输入误差。譬如滚筒直径实际为80cm，但是由于测量误差，输入为82cm，那么测量位移就会大于大钩的实际位移。