測井儀器原理

前言

本書是為高等學(xué)?！翱辈旒夹g(shù)與工程”專業(yè)本科生“測井儀器”課程編寫的教材。20世紀90年代，石油大學(xué)出版社按“電法測井儀器”和“非電法測井儀器”兩個分冊出版了馮啟寧教授主編的《測井儀器原理》，作為石油高校測井專業(yè)本科生的統(tǒng)編教材沿用至今已十幾年，顯然已不適用。進入21世紀以來，測井技術(shù)飛速發(fā)展，成像測井技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，原教材卻缺少這部分內(nèi)容。此外，按新的教學(xué)計劃，本課的授課時數(shù)為50學(xué)時，僅為原課時數(shù)的一半，因此也必須對教材內(nèi)容進行精選。為此，在原書基礎(chǔ)上重新編寫出版了本教材。自20世紀90年代以來，隨著低電阻率油氣藏、低孔隙度低滲透率油氣藏、復(fù)雜巖性油氣藏等成為勘探、開發(fā)的重點，常規(guī)測井技術(shù)難以發(fā)揮作用.成像測井技術(shù)逐漸成為測井的主流技術(shù)，電成像和聲成像測并發(fā)展更快，相應(yīng)的成像測井儀器已成為測井的主要裝備并廣泛使用。鉆井技術(shù)的發(fā)展對測井儀器的集成化、小型化和耐溫耐壓等方面提出了更高的要求。計算機技術(shù)、通信技術(shù)、新材料和電子器件等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展為測井儀器的更新?lián)Q代起到了推波助瀾的作用。測井儀器的核心技術(shù)是對不同類型的物理參數(shù)（電、聲、核、核磁）和工程參數(shù)的采集、傳輸和信號的前期處理。一個完整的測井儀器系統(tǒng)，包括地面儀器、傳輸電纜和各種類型的下井儀器。下井儀器是測井儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它是將不同類型測井方法（電、聲、核、核磁）的測量原理和相應(yīng)的測控技術(shù)完好結(jié)合而構(gòu)成的。一種新測井技術(shù)的出現(xiàn)，總要從它的下井儀器中體現(xiàn)出來。此外，新型測井儀器的研發(fā)總是在原有儀器的基礎(chǔ)上繼承、延伸和開拓的；成像測井儀器也是在常規(guī)測井儀器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

內(nèi)容概要

　　《測井儀器原理》系統(tǒng)介紹了雙側(cè)向、微球形聚焦、感應(yīng)、陣列感應(yīng)、井壁電成像、常規(guī)聲波、多極子陣列聲波、超聲波掃描成像、自然伽馬、補償中子、巖性密度等各種測井儀器的原理，以及測井地面系統(tǒng)、測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴膬?nèi)容?！　　稖y井儀器原理》適合高等學(xué)?？辈旒夹g(shù)與工程專業(yè)教學(xué)使用，也可供油田測井工作人員、測井儀器研制及維修人員借鑒與參考。

書籍目錄

第一章 電流聚焦測井儀器第一節(jié) 電流聚焦測井儀器測量原理及工作方式一、地層電阻率的測量原理二、側(cè)向測井儀器測量原理三、側(cè)向測井儀器工作方式第二節(jié) 1229雙側(cè)向儀器一、儀器工作原理二、主要電路分析三、儀器刻度和校驗第三節(jié) DLT-E雙側(cè)向測井儀一、概述二、儀器工作原理三、雙側(cè)向儀器的電子線路短節(jié)DLC-D四、雙側(cè)向基本部分的主要電路分析五、地面電流模塊LCM-A簡述第四節(jié) 微球形聚焦測井儀一、MSFL原理二、儀器原理框圖三、主要電路說明四、儀器刻度本章小結(jié)思考題第二章 感應(yīng)測井儀器第一節(jié) 感應(yīng)測井儀器測量原理一、感應(yīng)測井測量原理二、幾何因子三、線圈系特性四、反褶積五、傳播效應(yīng)校正第二節(jié) DFT-D雙感應(yīng)測井儀一、感應(yīng)測井儀的測量原理圖二、主要電路分析第三節(jié) 1503雙感應(yīng)測井儀器一、1503雙感應(yīng)測井儀電路原理框圖二、1503雙感應(yīng)測井儀電路三、地面測量線路第四節(jié) 感應(yīng)測井儀的刻度一、刻度原理二、最佳刻度環(huán)直徑和最佳刻度點三、DIT-D雙感應(yīng)測井儀的刻度本章小結(jié)思考題第三章 陣列感應(yīng)測井儀第一節(jié) 陣列感應(yīng)測井儀器測量原理一、陣列感應(yīng)測井測量原理二、線圈系特性三、軟件聚焦合成原理第二節(jié) 陣列感應(yīng)測井儀器一、HDIL儀器電路工作原理二、主要電路分析本章小結(jié)思考題第四章 井壁電成像測井儀器第一節(jié) 井壁電成像測井儀器測量原理一、井壁電成像測井測量原理二、數(shù)據(jù)預(yù)處理與井壁圖像的形成三、儀器測量響應(yīng)的LLS/SFL標(biāo)定第二節(jié) FMI成像測井儀一、FMI成像測井儀工作原理二、主要電路分析本章小結(jié)思考題第五章 常規(guī)聲波測井儀第一節(jié) 聲波測井原理一、巖石中聲波的傳播參數(shù)二、聲系設(shè)計和測量原理第二節(jié) 雙發(fā)雙收聲波測井儀一、雙發(fā)雙收聲系原理二、下井儀工作原理三、地面儀工作原理本章小結(jié)思考題第六章 多極子陣列聲波測井儀第一節(jié) 多極子陣列聲波測井儀測量原理一、軟地層中單極測量的局限性二、多極子橫波測量特點三、正交偶極各向異性測量原理第二節(jié) 多極子陣列聲波測井儀MPAL一、MPAL儀器結(jié)構(gòu)二、儀器連接總線分析三、系統(tǒng)控制電路四、數(shù)據(jù)采集電路五、模擬信號接收處理六、發(fā)射電子線路七、數(shù)據(jù)采集組合模式第三節(jié) 交叉多極子陣列聲波測井儀XMACⅡ一、XMACⅡ性能指標(biāo)““一二、儀器總體結(jié)構(gòu)三、控制采集電路四、串行命令設(shè)置原理五、發(fā)射電路本章小結(jié)思考題第七章 超聲波掃描成像測井儀第一節(jié) 超聲波掃描測量原理第二節(jié) 數(shù)字井周成像測井儀DCBIL一、儀器指標(biāo)及整體組成結(jié)構(gòu)二、CPU控制電路三、脈沖幅度分析(PHA)四、波形采集五、磁力計電路六、發(fā)射電路第三節(jié) EILog超聲成像測井儀一、儀器總體構(gòu)成二、發(fā)射電路三、放大檢測電路四、同步電路五、系統(tǒng)控制電路本章小結(jié)思考題第八章 自然伽馬能譜測井儀第一節(jié) 自然伽馬能譜測井測量原理一、巖石的自然放射性二、自然伽馬能譜測井儀測量原理第二節(jié) NGT-C自然伽馬能譜測井儀測量原理一、穩(wěn)譜原理二、NGT-C自然伽馬能譜測井儀測量原理和框圖I三、刻度能量和電壓的轉(zhuǎn)換關(guān)系第三節(jié) NGT-C自然伽馬能譜測井儀電路分析一、環(huán)信號放大、比較邏輯電路二、譜信號比較邏輯電路三、高壓環(huán)路控制和譜誤差控制四、能窗計數(shù)率的發(fā)送五、接口電路本章小結(jié)思考題第九章 補償中子測井儀第一節(jié) 測量方法原理第二節(jié) 2435補償中子測井儀一、儀器測量原理二、電路說明第三節(jié) CNT-G補償中子測井儀一、概述二、儀器工作原理三、電路分析本章小結(jié)思考題第十章 巖性密度測井儀第一節(jié) 儀器原理一、物理原理二、儀器測量原理第二節(jié) LDT-D井下儀器線路分析一、巖性密度測井儀LDT-D總框圖二、CCS總線和通用接口U1、U2和U3三、用戶字(UDW)指令譯碼四、核信號的放大和處理五、井徑測量六、脈沖計數(shù)與脈沖計數(shù)率的傳輸?shù)谌?jié) LDT刻度一、本底測量二、鋁塊測量三、鋁塊加鐵襯套筒測量四、總體測量本章小結(jié)思考題第十一章 測井地面系統(tǒng)第一節(jié) 數(shù)控測井地面系統(tǒng)一、概述二、CLS系統(tǒng)組成三、裸眼井測井信號恢復(fù)面板四、CLS系統(tǒng)其他重要設(shè)備五、CLS的軟件系統(tǒng)第二節(jié) 成像測井地面系統(tǒng)一、概述二、EILog成像測井地面系統(tǒng)三、測井軟件系統(tǒng)本章小結(jié)思考題第十二章 測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸?shù)谝还?jié) 數(shù)據(jù)傳輸原理一、測井電纜的傳輸特性二、信道碼型設(shè)計三、數(shù)字基帶信號的功率譜密度第二節(jié) 曼徹斯特編碼測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸一、曼徹斯特編碼及專用編碼解碼器二、3514XA數(shù)據(jù)傳輸短節(jié)第三節(jié) 高速測井?dāng)?shù)據(jù)傳輸一、高速數(shù)據(jù)傳輸基礎(chǔ)二、EILog系統(tǒng)高速數(shù)據(jù)傳輸本章小結(jié)思考題參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2.恒壓式采用恒壓式時，主電極表面電位恒定，只測量主電流。顯然，測量地層的電阻率越低，提供測量的電流信號越大，相應(yīng)的測量誤差越小，所以恒壓式儀器適用于對低阻地層的測量。恒壓式和恒流式一樣，儀器電路簡單，但測量動態(tài)范圍小。3.自由式因自由式電流和電壓都是浮動的，測井時，同時測量電流、電壓兩個量，因此可以得到較寬的測量動態(tài)范圍。例如，地層電阻率仍從1·m變到10000·m，自由式儀器只要測量電壓和測量電流各變化100倍即能滿足測量要求。國產(chǎn)的801雙側(cè)向和引進的1229雙側(cè)向均采用這種工作方式。需要指出的是，這種工作方式的儀器在測量地層電阻率很高和很低時，儀器分別相當(dāng)于恒流式和恒壓式，其測量誤差較大。4.恒功率式由視電阻率公式可知，要確定電阻率，并不一定要測得電壓和電流的實際數(shù)值，只要知道它們的比值即可。但要測量準確，務(wù)必使測量電壓和電流都處于測量儀器的可測范圍之內(nèi)。若超過儀器測量范圍，測量結(jié)果就失真了。由于自由式測量的U和I不受任何限制，很難使測量儀器的測量系統(tǒng)跟蹤U和I的全部變化，因此限制了儀器測量動態(tài)范圍的進一步擴展，一般自由式儀器測量動態(tài)范圍只能達到104倍。恒功率式在測量過程中保持UI乘積不變，只要選定最高電阻率和最低電阻率的兩個極點保持功率不變，就使測量電壓和電流始終處在儀器可測量的范圍之內(nèi)，也就不會出現(xiàn)測量電壓和電流被限幅的情況，因此可以獲得比自由式儀器更寬的測量動態(tài)范圍。

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