浅析国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪



浅析国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪

童然1.2乔鸣忠1

1.海军工程大学 武汉 430033 2.温州广播电视传媒集团 温州 325000

[摘要]国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪对原仪器从发射、电源、接收三个方面进行了改进和提高，并在油田试验中取得了较好效果。

[关键词]BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪;发射;增益选择;周波跳跃源距

LOGIQ系列是HALLIBURTON公司生产的系列测井仪器，是近几年，国内各大油田广泛使用的测井系统之一。它全兼容了EXCELL2000系列仪器，整个系统利用率大大提高。但在常规声波测井中的，却暴露出BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪的声波信号弱，无法有效显示地层信息的问题。针对这个问题，国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪对其进行了升级改造。

国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪对声系和电路都进行了改进。本文将从发射、电源、接收等方面进行阐述。

发射上，由于原BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪为双发五收(发射部件分别为TX1和TX2，接收部件分别为RX1～RX5)单极阵列补偿声波(图1)，供电200VDC，每个发射部件采用单个磁致伸缩换能器发射工作，如果发射能量太大，将造成瞬间电流拉偏严重，影响其它部分供电，所以制约了仪器的发射功率的提高和改进。国产BCSA-I阵列声波测井仪，采用压电陶瓷换能器为发射部件主要组成部分，该种换能器，购置成本低，发射电流拉偏小。同时，为了提高信号能量大小，用两个换能器一起发射，并前后换能器进行延迟处理，信号叠加，实现聚能发射。而声系总体分布结构、仪器零长及测量点并不会受到影响。

更改的发射电路，采用电源模块供电，给储能电容充电，由触发信号选择MOS管导通，使储能电容放电。为了防止高压器件损坏而导致直流高压直接对数字芯片或集成电路造成损害，电路中加入隔离线圈，将高低压进行隔离(图2)。

电源上，为了维修使用上的方便，摒弃了原BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪的电源模块，采用国产直流高压和低压电源模块。为了解决电源模块本身振荡造成的纹波干扰问题和发射电路能量增强造成的基线干扰问题，采用阻容滤波的方法(图3)，将干扰降低到系统允许范围以内。

信号接收上，国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪保留了原仪器的MAU板和INC板，用作通讯和数字信号处理，更改了信号前放板。由于BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪是双发五收的声系结构，源距不同，会造成五个接收换能器接收到的声波信号，按与发射换能器的距离减小。具体信号大小关系，如下：当TX1发射时，RX1>RX2>RX3>RX4>RX5；当TX2发射时，RX5>RX4>RX3>RX2>RX1。信号的大小差距太大，容易造成数字增益选择失当，顾此失彼，进而造成部分信号太小，不容易被地面系统采集，造成测井曲线的“跳尖”失真。为了解决这个问题，国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪在前放电路中加入了增益选择电路，当TX1发射的时候，增益RX5>RX4>RX3>RX2>RX1，当TX2发射的时候，增益RX1>RX2>RX3>RX4>RX5。以其中一路为例，如图4，由CONTR信号的高低电平，来选通U20芯片中的OUT_C或OUT_D信号的导通，进而控制U7A的反馈电阻R101和R67的选择，电阻的变化，导致放大增益的变化。

改进后的BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪，在国内某油田进行了13寸井眼的CBL测井，仪器的重复性比较好，如图5对比。与国外的仪器进行声速测井对比，曲线比原仪器的曲线有明显改善，如图7和图8，图中画圈的位置，为原BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪测声速时，由于源距远的接收换能器接收到的信号比较小，导致地面抓波不好，形成周波跳跃，测井曲线中显示为时差偏大。

油田的实际上井试验说明，国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪对原仪器在性能上有了一定的提高，弥补了原BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪测井尤其是不规则井眼时，时差不准，容易周波跳跃，出现“跳尖”的问题。由于国内各大油田都有引进HALLIBURTON公司的LOGIQ系列产品，处于成本和性能上的考虑，国产BCAS-I井眼补偿阵列声波测井仪都是一个很好的选择和替代者，其将拥有良好的市场前景。

参考文献

[1]BCAS Borehole Compensated Array Sonic Field Operations Manual 2003.9.

[2]Borehole Compensated Array Sonic(BCAS-I) 2003.10.