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测井工作方法资料

江西省地质矿产勘查开发局物化探大队物探八院

工作方法（四）

测井、井中物探

江西省地质矿产勘查开发局物化探大队物探八院

第一章JGS－1B智能工程测井系统

第一节JGS－1B智能工程测井系统概述

一、系统的组成

重庆地质仪器厂生产的JGS－1B智能工程测井系统主要有：

主机、1000米绞车、绞车控制器、电源保护器、井口滑轮、井口电极、各种连接线、探管、笔记本电脑及测井软件组成。

现有的探管有：

1、M552型自然伽马、井径、密度贴壁组合探管；

2、普通电法测井探头

3、四电极软电极系探头（30米）

4、井中三分量探头

5、井温流体电阻率组合探头

6、光波探头

二、系统构成及连接图

图1-1系统构成及连接图

由于工作目标不同，在浅井（≤300米）测井中，绞车可采用手摇轻便绞车，此时可以不用绞车控制器。

井口电极导线只有在测电极系探管时才连接。

井口电极一般夹在套管上或放置在井口旁的泥浆池中。

第二节JGS－1B智能工程测井系统使用说明

一、主机

（一）主机面板示意图

图1-2主机面板示意图

（二）功能键描述

1、电压/电流键：

电压与电流显示的转换；

2、复位键：

电脑传输数据前对主机进行复位；

3、清零/测量键：

井径收腿时使用；

4、供电选择键：

测量电位和梯度电阻率时使用；

5、保护启动键：

探管电流过大时灯亮，按对应键可消除保护；

6、下井电源键：

给探管供电；

7、工作状态指示灯：

A灯表示接收到电脑传输过来的数据。

B灯表示每闪烁一次接收到一个数据。

C灯在井径探管参数发送后亮。

D灯在井径（组合）探管关腿时亮。

（三）主机背面各接孔作用

1、自校/测量开关：

用来切换深度信号来源。

在实际测井中拨到测量档。

2、手动/自动开关：

未使用。

3、串口：

连线至电脑串行口RS232。

4、接线柱：

连线至井口电极。

5、电缆：

连线至集流环（绞车。

）

6、光电信号1：

连线至光电编码器（绞车。

7、光电信号2：

连线至光码盘（绞车控制器）。

8、电源：

主机的电源开关。

9、保险：

3A保险丝管。

（四）操作说明

l、主机电源打开后，显示器全部显示零，同时等待计算机发送测井参数给主机，主机接收到测井参数后，而板上的A灯亮；

2、按下井电源，指示灯亮，表明井下探管得到工作电源。

同时而板上的指针表向右偏转（指针表在中间位置时，表示电流为零），如果是选择的电极系探管（指针表对电极系探管的电流不指示），还需要选择供电电流；

3、供电电流的大小和数字的对应关系为：

表1-1供电电流的大小和数字的对应关系

数字

1

2

3

4

5

6

7

8

供电电流（mA）

2

5

10

20

50

100

200

500

4、供电电流的选择原则是：

A、测电位电阻率时,选小电流,如果曲线毛刺大，适当加大电流。

B、测梯度电阻率时，选大电流，如果曲线出现平顶，则减小电流。

5、B灯在数据采集过程中要闪烁，否则，探管或上机有问题。

6、C灯在井径探管开腿时亮，并保持到测井结束。

开腿未到最大时，电压/电流表头有电流指示，要等待电流指针回零时，才能开始测井。

7、井径探管（包括组合密度探管）在测井结束后，先要关闭下井电源，等待电流指针回零后，再按清零键，此时D灯亮，C灯灭，然后再打开下井电源，此时探管开始关腿，电流指针回零后，表明探管关腿结束。

8、如果保护启动灯亮，则按一下相应按键，以解除保护，如果保护不能除，

则可能是电源板或探管电源部分有问题，应即时维修。

9、自校/测量开关用来切换深度信号来源，自校在室内使用（只能向下测井），测量是由编码器送来，在实际测井中使用。

10、在使用电极系探管或三侧向探管时，马龙头处的金属部分要用高压绝缘

胶带包缠。

主机编号：

20050818

核定参数：

下降：

A=7142上升：

B=7843

二、绞车

该绞车有自动刹车功能，在电控方式时，只要不加电机电源，绞车可自动停止不动（在测井过程中）。

该绞车有自动排线功能：

在开始使用前，要先拉出绞车左侧来复杆的可旋端子，并旋转它，使排线器在合适的位置，而后推回可旋端到拉出前的位置。

否则，在使用时排线效果不佳。

本绞车还具有手摇功能：

首先锁紧手动锁紧装置，再将绞车右侧的定位销旋下，把带链条的机械传动臂板到上下直立的位置，并把定位销旋紧，插入并握紧摇柄，再松开手动锁紧装置即可进行手摇操作。

否则，将造成电缆松开，影响排线。

图1-3绞车外形图

（一）使用方法

1、本产品为变频交流电机驱动（亦可手动）的测井绞车，当由电机驱动时由变频控制器控制，此时，传动链轮（件3）应在下方位置与电机齿轮啮合，件4手柄旋紧。

件3在上方位置为手动方式，同样件4手柄旋紧。

2、在排缆过程中，如果电缆不整齐，需要前后方向移动排缆装置时，可向外拉动件1，使内部齿轮脱开，转动件1，可达到预期目的。

3、件2、件5分别为电缆移动长度和测井信号，均与主机相连。

图1-4绞车结构图

（二）故障排除

图1-5刹车部分示意图

1、件1拉出后才能旋转，否则会损坏内部的啮合齿轮或来复教杆。

2、有时刹车失灵，可能有以卜三个原因引起。

（1）刹车片中有油或水，使刹车片失灵。

解决办法：

注意安装好刹车片上方的挡污板，使油或水不要渗入到刹车片中。

（2）由于保管不善或搁置时间较长，使件8与内部发生锈蚀，这时可用榔头和螺性刀向卜（反方向）敲击，使之转动，并在其旁边的间隙中（约0.5～1mm）加入润滑油来回转动几次即可。

（3）由于使用时间较长，件9（夹套）内侧磨损过大，使件8与件9的摩擦阻力减少产生打滑现象，这时可拧紧件10（螺钉）使该件中的弹簧进一步压缩，增加其摩擦阻力即可。

注意：

在手摇操作时，绞车没有自动刹车功能。

操作的具体位置看附图。

三、绞车控制器

（一）控制器面板各接孔作用

图1-6控制器面板图

1、光码盘：

连线至光电信号2（主机）。

2、串行口：

未使用。

3、电机电源：

连线至电机接口（绞车）。

4、电源：

控制器的电源开关。

5、电机开关：

给电机供电。

6、保险：

10A保险丝管。

（二）参数设置

按置数键，则速度显示窗口的第一位闪烁，

1、按↓键、速度窗口显示为F-1，即可输入绞车下降的深度修正系数。

显示为F-100××××，其中×表示输入的修正系数。

如果深度为负修，最高两位为80，显示为F-180××××。

2、按↓键、速度窗口显示为F-2，输入绞车上升的深度修正系数。

3、按↓键、速度窗口的F-X功能号不断增加，功能号3以后的参数为扩展功能，现暂未用，输入0。

4、按↓键可循环输入，并通过↑对以上的功能号数据进行检查和修改。

以上设置在出厂前已设置，仅在重新标定深度系数时使用。

（三）绞车控制器操作步骤

依次打开电源开关和电机电源开关，按方式键，将指示灯移到手动位置，按方向键，把指示灯移到下降（上升）位置，再按测量键，把指示灯移到连续位置，指示灯的组合表示当前的运行状态。

将探管放入井中，将速度调节旋钮调到最小位置,按启动键（此时上述功能键被锁定）,顺时针旋转调速旋钮则绞车开始运行。

在绞车提升或下降过程中，如果想停车，先逆时针旋转调速旋钮至最小位置,并按停止键。

更改方向状态后按启动,旋转调速旋钮则绞车逆向运行。

绞车控制器编号：

20050702

核定参数：

F-1下降：

3508F-2上升：

3703

图1-7JGS－1智能工程测井系统连接位置图

图1-8JGS－1智能工程测井系统连接示意图

四、探管

（一）M552双密度贴壁组合测井探管

1、概述

双密度贴壁组合测井探管（以下简称探管）是一种能同时测量多参数的组合测井探管，该探管配合地面系统，一次下井可测得完整的四条曲线，获得自然伽玛、三侧向电阻率、井径及密度诸参数，该探管适用煤田、水文、冶金等地质测井。

该探管采用单片机控制，将井下诸参数加以编码、串行传输，解决了单芯线传输多参数的矛盾。

该探管由于参数多，机械结构采用可靠的双层O形密封圈，以及巧妙的机械结构将探管分成两节，测井时，依靠自带的自锁装置很方便地得以联接，进行测井。

也可对探管上部在与下部的联接处插入堵头进行自然γ和三侧向电阻率测量。

本探管出厂时都作了天然放射性强度、密度、三侧向电阻率、井径等的刻度工作，供使用单位参考。

图1-9M552双密度贴壁组合测井探管

2、主要技术指标

（1）基本参数：

A、测量参数：

密度、井径、气侧向电阻率、自然咖玛、自然电位。

B、仪器功耗

a、线路总功耗：

不大于250mA×30V；

b、推靠机构总功耗：

不大于3000mA×20V。

C、探管外形尺寸：

Ф50×2950mm。

D、耐压：

20Mpa。

E、重量：

28Kg。

F、使用温度范围：

－10℃～＋70℃。

（2）技术指标：

A、密度

a、激发源：

铯－137、100毫居里；

b、源距：

短源距：

200mm，闪烁体：

NaI（T1）、Ф14×13mm；

长源距：

350mm，闪烁体：

NaI（T1）、Ф14×43mm；

光电倍增管：

GDB20；

c、长、短源距计数范围：

0～32000cps；

d、密度测量范围：

1～4g/cm3（标定做到2.8g/cm3）；

e、灵敏度：

0.01g/cm3；

f、测量精度误差：

≤5%；

g、稳定性检查：

连续工作24小时，其输出变化≤5%（5μci137Cs放射源紧贴碘化钠晶体中心测量）。

B、自然γ测量

a、测量范围：

＞3OKevγ射线；

b、闪烁体：

NaI（T1）、Ф23×60mm；

c、光电倍增管：

GDB23；

d、计数范围：

0～32000cps；

e、稳定性检查：

连续工作24小时，其输出变化≤5%（5μci137Cs放射源紧贴碘化钠晶体中心测量）。

C、井径

a、测量范围：

50～3O0mm；

b、敏度：

0.5mm；

c、稳定性：

满量程的±1％±1个字；

d、测量精度误差：

≤2%。

D、三侧向电阻率

a、测量范围：

0～2KΩ.M（根据用户要求，可在0～10KΩ.M间任意调节）；

b、非线性度：

≤5%；

c、测量精度误差：

≤2%；

d、主电极长25mm，电极全长455mm；

e、装置系数：

K=0.057。

E、自然电位

a、测量范围：

－2V～＋2V；

b、测量精度：

±2.5mV。

3、基本工作原理

本探管有长、短源距测量单元、井径测量单元、三侧向电阻率测量单元、自然伽玛场测量单元、五路数据传输单元以及高、低压电源装置七部分组成。

本探管的长、短源距测量单元以及自然伽玛场测量单元，其线路工作原理一样；井径和三侧向电阻率的模拟量经模拟开关切换到A/D转换器进行分别采样；自然电位测最采用三侧向的主电极。

本探管的线路工作原理框图如下：

图1-10M552双密度贴壁组合测井探管线路工作原理框图

4、便用方法和注意事项

（1）使用方法

仅使用探管上部并在上部下端插入堵头（白色）可进行自然γ和三侧向电阻率测量；

探管在下并时，探管选择可选“自然电位探管”，不打开下井电源，利用该探管中三侧向主电极可进行自然电位测量。

在使用探管上、下两部分对接时，除注意上、下两部分保持平直外，还高注意定位梢的位置。

在联接电缆联接器时，亦应该注意端平对直，同时注意定位梢的方位。

探管下井测量前，应在地面先检查探管工作是否正常。

本探管在自然γ、密度、三侧向、井径测量时只能由下而上测量。

为提高测井效率，探管下放时可做自然电位测量，在自然γ、密度三侧向、并径等参数的提升测量时若主机采样间确为0.1m时，绞车提升速度不能超过18米／分钟。

当主机采样间确为0.05m时，绞车提升速度不能超过9米／分钟（为了提高测量精度，在目的层测井时应尽里放慢探管的提升速度）。

探管的实际工作过程是：

在测井（检查时）工作准备就绪后们开主机电源，此时井径臂便自动伸开，主机电流显示约250mA，随后当并径臂完全伸开主机电流便回到0附近，待约一分钟当土机电源再次显示约250mA时（新设计探管不用等待约一分钟），便可开动绞车提升测量。

当测井到达预置深度后测井主机上“B”灯亮，此时“关”下井电源，按主机曲板上“清零／测量”键，再打开下井电源便可使探管井径臂收回。

（2）注意事项

使用本探管时，分别卸下三个黑色保护盖．仔细检查O形密封圈有否破损，表面是否有润滑硅脂（真空硅脂、7301号），同时检查密封部件周围有否脏物、砂粒，有应该清除，并重新涂真空硅脂，涂硅脂时，谨防插头、插座沾污。

在联接电缆联挂器时，除注意上述事项外，还应该特别注意供电情况，各脚的功能：

1脚～信号正；2脚～信号地；3脚～电位地；4、5脚～电源正。

A、探管上作电压、电流：

a、线路工作电压范围：

35±4V；

b、线路上作电流：

不大于250mA。

B、马达上作电压、电流：

a、马达工作电压范围：

24～30V；

b、马达线路上作电流：

不大于300mA。

本探管的伽玛射线探测器采用碘化钠晶体、光电倍增管做传感器，这些都容易破碎，在运输、使用中应该小心、谨慎。

放射源对人体有较强的危害，本探管所配放射源较强，用户使用时请严格按照有关操作规程操作并注意采取防护措施。

用户在安装放射源时动作要快，但要仔细。

5、刻度方法

本探管配合地面数字采集、处理系统可做测井的定量解释。

为了使不同的仪器所测得的曲线和同一仪器在不同时间所测得的曲线能够作定量地比较．必须对仪器进行统一刻度，以下分别介绍四个参数的刻度方法。

（1）自然伽玛井的刻度：

A、使用一级刻度并刻度方法：

为了使系统满足定量解释，本探管在出厂前己在我厂的一级刻度井中进行刻度，且采川国际统一的相对单位（即API单位）法。

刻度时必须和地面系统相配合。

将使探管处于收臂状态，然后将其放到刻度井的底部。

启动地面操作系统，打开下井电源，约一分钟后打开主机后面“自校/测量”开关扳“自校”上探管便向系统发送数据，再通电稳定半小时。

然后缓慢提升探管，使自然伽玛探测器碘化钠晶体的中心在第一层模块的中心，采集数据4分钟；然后提升探管，使晶体的中心在第二层摸块的中心，采集数据4分钟：

然后提升探管，使晶体的中心在第三层模块的中心，采集数钳4分钟；最后由地面操作系统分别读数三组数据（每组数据取平均值）。

在三组数据中，分别取中间数各100个，累加、求和、取平均值

。

然后，把

做死时间校正：

校正公式：

式中：

万校指做死时间饺正后的每秒计数率；t指仪器的死时间，取2微秒。

求得探管在高放射性和低放射性模块中的脉冲数，以脉冲数差值定义为200API,利用这种单位测井时，沉积岩的自然放射性范围大约是由几个API单位到200多个API单位。

B、现场刻度方法（γ刻度法）

一级刻度完毕即可进行现场刻度，其结果是今后做现场时的依据。

自然伽玛侧并的现场刻度仍然需要一级刻度时的条件。

把探管置于空旷、无放射性源干扰的地方，用两付三脚架支承探管离地面垂直高度为1.5米,然后放置点状标准镭－225源（强度0.lmci）的试验夹具，夹在自然伽玛探测器碘化钠晶体的附近，调整位置，满足点状源的中心和晶体中心的联线垂直探管轴芯，并且使夹具的长度方向平行地面，调整装点状源的铝合金管的轴向平行探管的向，标定准备工作就绪后，仪器通电半小时后，采集数据3分钟，取中间数100个，按上述方法求取每秒的计数率，该值是仪器本底计数率，计为N本。

把镭－225源（强度0.lmci）放射源装在标定架上，做仪器的源距（R）和计数率（N）的关系，为其精确，每改变一次（R）均需读数3分钟，根据测量结果，分别取不同源距时的100个读数，仍按上述方法计算，然后分别扣除本底得一组不同源距时的真计数率。

根据这组计数率，取源距（R）为X轴，计数率为Y轴作出它们的关系曲线，然后根据仪器在一级刻度井得的ΔN差值,查曲线相对应（RX）值（源距），这样就把一级刻度时得的ΔN差读数刻到了现场刻度器上。

上述得的一组RX－ΔN差的数据为系统在今后做现场刻度，检查仪器的重要依据。

（2）密度测井的刻度

A、密度标准刻度井中：

我厂建有密度标准刻度井，本厂在密度标准刻度井中设置有四种岩层：

大理岩（2.694g/cm3）、砂岩（2.379g/cm3）、人造模块（1.542g/cm3）及水（1.000g/cm3），每层厚1800mm。

读数和密度有如下关系：

ρ=a+b*Ln（x）+c*Ln（y）

ρ一岩石密度；x、y分别为短、长源即探测器读数；

a—回归常数项；b一短源距的回归系数；y—长源距的回归系数。

JGS–1主机测出探管在每层中心位的读数（为了正确测量，每次测100个读数取其平均值）这样四组数据联立回归即可求出相应a、b、c值并以此做为测井时密度标定系数。

B、现场刻度法

根据现场刻度器的不同，其刻度方法有所不同，请参考有关资料。

我厂现有两种刻度模块：

a、有机玻璃模块（密度值）1.180g/cm3；

b、铝模块（密度值）2.78g/cm3。

（3）井径的刻度

井径刻度时，用内径分别是75、100、200、300毫米标准环套在井径推靠臂上，读取的数应符合技术指标。

然后利用我厂随主机配的回归软件（scale.exe）可求得相应系数。

（4）三侧向电阻率的刻度

依图所示，在主电极A（M）与电缆恺装皮回路电极B（N）之间接入电阻Ro，然后测量输出、当改变电阻Ro时测井主机可以得到相应的输出值X，井可建立一个输出量与电阻率相关数据表。

图1-11三侧向电阻率工作原理图

表1-2输出量与电阻率相关数据表

ρ=K×Ro

ρ1

ρ2

ρ3

ρ4

X

X1

X2

X3

X4

表中K=0.057；调用回归软件程序（scale.exe）便可求得一元一次回归方程系数A、B值，则:

ρ=A*X+B

实际应用时可以只取两组数据，建立下列联立方程，求得A、B系数。

ρ1=K*R1=A*X1+B

ρ2=K*R2=A*X2+B

6、常见故障和简单的维修

当本探管突然发生故障不工作时，按下列步骤进行检查：

（1）检查“电组联接关处一的供电电压以及供电能力：

a、检查连线示意图：

图1-12三检查连线示意图

b、4脚和3脚间：

电流2O0mA时，电压是30±5V。

（2）用万用表的电阻档测量探管插座的直流电阻：

测4、5脚对3脚时，电阻应该≥200Ω。

（3）拧开探管中间九芯插头处的联接器，接通电源，九芯插头处应有：

l脚一2脚：

十70V；3脚一7脚：

十12V；4脚一7脚：

十0.5～+4V；

5、6脚一7脚：

用示波器可测得随机脉冲；8、9脚一7脚：

－850V左右高压。

（4）简单的修理

a、若3条款中无＋12V输出，应该检查低压电源板上的低压电源。

b、3条款中无－85OV输出，应检查－85OV输出回路有否短路，若无，查高压电源板上有无振荡，若仍然没有，查相应三极竹或线圈是否损坏。

C、3条款中无脉冲输出，查前置甄别板（在探部的下部）。

d、3条款中4一7脚无0.5V～4V直流输出，则应查探竹下部井径的滑动电位器是否损坏。

在实际工作中，当主机电源打开后在一分钟内电流显示无回0的过程且显示大于5OOmA，一分钟后提升绞车，主机面板上测井状态B灯一直亮，是因井径未完全打开，应检查主机下井电源是否到＋7OV（对1500米绞车主机下井电源应大于＋8OV）。

注意事项：

放射源属于国家严格管理物品，用户使用时请严格按照有关操作规程操作并注意采取防护措施。

源购回后应及时到当地环保部门备案，专人保管。

7、M552组合贴壁探管的核定参数

（1）自然伽马：

A=0B=0.85γ=A+Bx

（2）密度：

短源距A=8.6B=-0.5C=-0.4

长源距A=4.95B=0C=-0.52

Ρ=A+B·Inx+C·Inx

（3）三侧向电阻率：

A=-15.2B=0.2893ρ=A+Bx

（4）井径：

A=18.23B=0.084586C=-0.000002

D=A+Bx+Cx2

（二）JD-1/2普通电法测井探管

电测井以研究岩石的导电性为幕础。

其中的视电阻率测井是最常用的方法，视电阻率是电极系探测范围内各介质电阻率的某一加权平均值，一段说来，岩层至电极系的距离越近，它对电阻率的影响就越大。

电阻率曲线可以用来划分地质剖面，确定矿层的位置及估算岩层的真电阻率等

图1-13JD-1/2普通电法测井探管

利用普通电法测井探管可以作以下参数的测量：

l、电位电阻率

在电位电阻率曲线测量中，电极2和电极3是供电电极，电极l和井口组成测量电极。

记录点在电极1和电极2的中点。

修正系数：

A=0B=1.388ρ=A+Bx

2、梯度电阻率

在梯度电阻率曲线测量中，电极1和电极2组成供电电极电极3和井口组成测量电极。

记录点在电极1和电极2的中点。

修正系数：

A=0B=125.286ρ=A+Bx

3、自然电位

利用电极系探管可以测量钻孔某深度处的自然电位。

测量自然电位时不需要供电，电极2和井口组成测量电极。

记录点就是电极2的中点。

修正系数：

A=-1.525B=0.258821ρ=A+Bx

电极系各电极和马龙头的连接关系，请看后面的电极系探管连线图：

图1-14JD-1/2普通电法测井探管连线图

（三）JD-3软电极系

电测井以研究岩石的导电性为基础，其中的视电阳率侧井是最常用的方法，视电阻率是电极系探测范甩内各介质电阻率的某加权平均值，一般说来岩层至电极系的距离越近，它对电阻率的影响就越大，电阻率曲线可以用来划分地质部面，确定矿层的位置及估算岩层的真电阻平等

图1-15JD-3软电极系

利用电极系探管可以作以下参数的测量

1、电位电阻率

在电位电阻率曲线测量中，电极2（对应马龙头

脚）和电极3（对应马龙头

脚〕是供电电极，电极1（对应马龙头

、

脚）和井口组成测量电极。

记录点在电极1和电极2的中点。

2、梯度电阻率

（1）底部梯度电阻率

在底部梯度电阻率曲线测量中，电极1（对应马龙头

、

脚）和电极2（对应马龙头

脚）组成供电电极，电极3和井口组成量。

电极记录点在电极1和电极2的中点。

不需过渡线，直线连接

（2）顶部梯度电阻率

在作顶部梯度电阻率时，需要过波线连接，此过渡线位于主机和绞车之间，项部梯度的供电电极是电极3和电极4，电极2和井口组成测量电极。

记录点在电极3和电极4的中点。

过波线的作用是，将主机送出的供电信号和测量信号切换到不同的电极上。

3、自然电位

利用电极系探管，可以测量钻孔某深度处的自然电位。

测量自然电位时，不需要供电，电极2（对应马龙头

脚）和井口组成测量电极。

记录点就是电极2的中点。

电极系各电极和马龙头的连接关系，请看后面的电极系连线图。

图1-16电极系连线图

插头1—电极1；插头2—电极2；插头3—电极3；插头4、5相连—电极4.

（四）JSC-1磁三分量探管

1、用途

该探管可对磁场的三分量X、Y、Z进行测量。

X的方向为磁北方向，Y的方向为正东方向，Z的方向为垂直向下。

以验证地面磁异常，判断异常性质，确定盲矿的深度和方向，确定见矿矿体的部位、延伸、范围和厚度，确定矿体的产状、寻找磁性矿物伴生的矿床，配合地面磁测进行三度解释。

该探管能准确地提供钻井的顶角（钻井井轴和垂直方向的夹角）和方位角（钻井井轴在水平面的投影和磁北方向顺时针的夹角）。

高精度电子传感器的采用使仪