固井质量测井仪维修检测方法改进分析研究

张 健 任传武

（中海油田服务股份有限公司天津分公司，中国 天津 300459）

0 引言

CBMT扇区固井质量测井仪不受仪器偏心的影响，适合在各种流体的井内测井，因此在现场得到了广泛的应用。本文通过故障的分析，对多种问题进行深入剖析。

1 DTMN和DTMX分叉、衰减率回零的原因

CBMT61扇区水泥胶结成像测井仪主要用于套管井进行固井质量测量。其原理是通过六个极板上的换能器在井周360度范围内对水泥固井质量进行测量，每个极板含有两个发射换能器和一个接收换能器。每组换能器相互补偿测量。

CBMT61XA仪器采用在圆周上均匀分布6个探测臂的独特设计，在测量过程式中不会漏掉水泥环面上的细小裂缝，探头排列展开后如下图1所示：

T1～T6为发射探头，R1～R6为接收探头，发射探头发射的声波信号经套管耦合到接收探头，水泥胶结的质量越好，接收探头收到的信号越弱，计算声波信号的衰减量，就可以得到水泥胶的良好程度。为了抵消发射和接收探头灵敏度的个体差异，采用同一扇区两次收发的方式，其计算公式是 ACT=（10/d）lg(近幅度 *近幅度/远幅度 *远幅度)；以 T1,R2,R3,T4为例，当发射器T1发射时，接收器R2和R3测量其下行声幅，定义为A12和A13，如图所示。由于使用同一发射测量两个幅度值，而且衰减测量只取决于幅度比。因此，下行衰减不受发射强度的影响，其结果仅取决于接收器的灵敏度。

于是套管波的衰减率为：α1＝（10/d）lg(A12/A13)

当发射器T4发射，由接收器R2和R3测量其声幅，定义为 A42和 A43。同样，该衰减值也不受 T4发射强度的影响，而仅仅取决于接收器的灵敏度。

套管波的衰减率为：α2＝（10/d）lg(A43/A42)

两次测量结果组合在一起可求出补偿后的衰减值：

ATC1=α1+α2=(10/d)lg［(A12×A43)/(A13×A42)

因而所得结果消除了接收器灵敏度的影响。

这种测量过程在6个分区中的每一个都进行着重复。这样，对于六个区块的每一个，衰减测量结果得到完全的补偿。

通过上面的公式我们可以看到，衰减率的测量依赖于每个Subcycle的首波提取的正确，而观察每个首波提取是否正确可以通过观察时差提取是否正确，即DTMN和DTMX的一致性是否良好，因此，我们可以看到，DTMN和DTMX分叉及衰减率为零（实际上衰减率是负值）实际上是一个问题，是因为首波提取不正确导致的。首波提取不正确，必然是极板工作状态不正常（其中包括极板本身的问题，极板驱动的问题等），而通过show2D我们就可以判断是哪个极板工作不正常导致的。

下面来看show2D窗口：

从上图可以看出，近接收的幅度比远接收的幅度还要低，而且近接收的增益比远接收的增益还要高（增益越高，说明信号越弱），增益在最大值21附近，说明近接收的信号很弱。根据衰减率计算方法，可以知道6个扇区的衰减率为负值，明显这是有问题的。那么，为什么会出现这种情况呢，从图中可以看出，12个subcycle的值都是错误的。但是，通过仔细观察，我们可以发现，1、3、5进行组合时和2、4、6进行组合时，数据是符合要求的。之所以近接收的幅度和增益全部错误，是因为不管是那个极板发射，近接收都是另一组合里面的极板，比如，当1号极板发射时，近接收肯定是 2、4、6号极板中的一个，不会是 3、5号极板中的任何一个，同理，当其他极板发射时，情况也是一样的。因此我们可以推断出，1、3、5号极板之间是匹配的，而 2、4、6号极板之间也是匹配的。 但是 1、3、5和 2、4、6之间是不匹配的。通过我们检查，发现 1、3、5和 2、4、6极板的触发极性不同导致，其中 1、3、5极板的触发极性一致，2、4、6极板的触发极性一致。 而这种情况依据我们传统的检测方法（自发自收），是无法发现任何问题的。

2 检测方法改进的探索

第一，我们要确定6个极板的极性是一致的，因此每次更换极板前，要先对探头的极性进行检查，以确保新更换的探头极性和原探头极性一致,并且要确认原极板接线和下图一样，然后再组装新更换的极板。

第二，发射信号的检测，首先我们要对发射脉冲进行检测，确保2路发射脉冲都正常，如果其中一路正常，而另外一路不正常，而探头的灵敏度又比较高，我们地面检测就会认为仪器是正常的，但是下井后，就会出现DTMN和DTMX分叉的情况。

3 结束语

DTMN和DTMX分开、衰减率回零的异常情况，一直困扰着现场作业人员和仪修人员。通过上面检测方法的实践，我们就可以保证CBMT仪器下井作业不出现DTMN和DTMX分叉情况的发生，从而解决了地面检测无法确认仪器状态好坏的瓶颈，保障了现场作业的时效。