多臂井径测井技术简介.doc

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1、1绪论11.1 课题的背景、目的及意义11.2 国内外发展状况11.3 现代成像技术及发展趋势31.4 主要研究内容42多臂井径仪52.1 多臂井径仪概述52.2 四十臂井径仪简介53 多臂井径仪对套管的成像结果分析113.1 正常套管113.2 弯曲变形113.3 缩径与扩径123.4 断裂143.5 裂缝153.6 错断153.7 腐蚀163.8 射孔174 多臂井径在LEAD上的处理与分析194.1 综述194.2 方法原理194.3 功能介绍204.3.1 数据准备214.3.2 打开井文件234.3.3 数据预处理244.3.4 数据处理244.4 处理参数264.4.1 输入曲线2

2、64.4.2 输出曲线264.4.3 处理参数274.4.4 图像分析275 结论29毕业设计小结30参考文献31致谢321绪论1.1 课题的背景、目的及意义石油测井是石油科学的十大学科之一。一般说,它包含勘探测井、开发测井、射孔、井壁取心等几方面。我国测井工作始于1939年,已经走过60年历程。它在石油工业中的地位和作用日显重要。随着油田开发的深入，油水井套管的损坏日渐严重。套管损坏主要分为套管变形、破损和密封性破坏3类。多臂井径测井仪主要用于测量套管内径变化,提供套管变径、壁厚、套管外径变化、椭圆变形及等效破坏载荷等评价资料.根据多臂井径测井套损检测评价标准和已经开发的相对应的评价软件,可

3、进行280臂井径测井套损检测评价,给出多种直观图,满足大多数生产井套管维修和工程地质应用的需要。为确定套损发生的机理和时间，需长期动态监测套管。多臂井径测井是套管监测的重要手段，其精度为0. 2 5mm，4 0个传感器4 0个臂可测量4 0条半径。现有的多臂井径测井解释方法大都只给出最大、最小和平均井径曲线。当套管发生弯曲变形时由于在变形部位套管轴心与井径仪器的轴心不在同一直线上，井径测井获得的曲线不能真实反映套管的变形，许多有用的信息也未揭示。为此，这次课题计划研究多臂井径成像测井解释方法，应用该方法不仅可给出变形截面上近似偏心圆的圆心，而且能确定变形截面最大通径和有效通径，这可为进一步解释

4、套管变形提供必要的信息。LEAD 测井综合应用平台是由中国石油集团技术中心牵头开发的一套适用于复杂油气藏储层评价的测井资料处理与解释软件集成系统。该系统目前已推广应用30 余套。这次课题研究中将通过学习该软件对多臂井径的套管监测作用，加深我们对多臂井径测井的认识。1.2 国内外发展状况多臂井径测井仪是通过多条测量臂来实现对套管变形、弯曲、断裂、孔眼、内壁腐蚀等情况的检查。可测得套管内壁一个圆周内最大直径、最小直径、每臂轨迹，可以探测到套管不同方位上的形变。可以形成内径展开成像、圆周剖面成像、柱面立体成像来反映井下套管的受损情况。近年来，测井技术发展迅速。主要表现为：地面记录系统向高性能复合型方

5、向发展；声、电、核、磁等各系列的井下仪器全面向成像化方向发展，尤其是核磁成像测井技术，发展特别迅速；测井资料处理解释技术向解决实际问题的个性化方向发展；测井软件技术则向大型综合性方向发展。斯仑贝谢、阿特拉斯及哈里伯顿三大测井公司代表着当今世界测井技术的前沿。他们的工作紧紧围绕电缆测井和随钻测井两大系列展开，并且以井下仪器的研究、推广及应用来推动新技术的快速发展。目前市场主导产品是斯仑贝谢公司的 MAXIS- 500 系统、贝克阿特拉斯公司的ECLIPS - 5700 系统及哈里伯顿公司的EXCELL- 2000 系统。同时为了满足一些特殊的测井需求, 各测井公司又开发了集成快速测井平台系统如斯

6、仑贝谢测井公司的新的电缆测井系列扫描仪器系列和哈里伯顿公司的 INSIT E 仪器系列。这些测井系统可为客户提供高性能、高可靠、低成本的测井服务, 这类服务正逐步取代原有的常规测井。在国外，哈里伯顿公司研发了Log- IQ 成像测井系统。这套测井平台除了能系统、准确地采集高质量的测井数据外, 还具有测后资料处理功能。2001年 , 阿特拉斯公司推出新型阵列侧向测量仪 (HDLL)。该仪器是一种阵列型非聚焦电阻率测井仪 , 仪器有一个电流注入电极和 18个分布于电流注入电极上下两侧的测量电极 , 8个作为接收电极 , 能测量 8个不同深度曲线 , 垂直分辨率小于30.48cm。在国内, 中国石油

7、集团 2005 年研制成功了EILog- 100 快速与成像测井系统。还有SDZ- 3000 快速测井平台是中国电子科技集团公司第二十二研究所最新自主研发成功的新一代高集成、高可靠、高时效的组合测井系统。另外，测井资料综合评价软件系统也在近些年得到了飞速发展。在国外，哈里伯顿公司的 Hal Log View er ( tm) 系统使哈里伯顿公司能为用户以标准的媒体格式( CGM: computer g raphics metaf i le) 提供测井信息, 这是一种新的轻型网络测井资料观察工具( view ing tool) , 允许灵活、安全、快速和容易地交换复杂的图形信息。以及哈里伯顿公司

8、的套管评价和探伤软件 ( CASETM) 使用 CASE- VTM仪器在成像和套管两种模式下提供精确的套管评价。套管评价和探伤软件( CASE) 提供了精确的套管标识和厚度, 对套管损害进行解释。将CA SE 软件同CAST - V 测井仪器结合在成像或套管井口模式下工作。在国内，开发了LEAD 测井综合应用平台。LEAD 测井综合应用平台是由中国石油集团技术中心牵头开发的一套适用于复杂油气藏储层评价的测井资料处理与解释软件集成系统。该系统目前已推广应用30 余套。此外北京石油勘探开发研究院开发出了新一代测井地质应用平台 Fo rw ar d NET 综合应用网络平台。平台提供了由单井解释、精

9、细评价直至储层综合分析所需的各种应用分析方法和工具。适用于测井处理、关键井研究、多井评价、沉积研究、储层参数分布研究等, 强大的测井地质图表绘制功能满足用户随意组合出地质应用图件。1.3 现代成像技术及发展趋势数据可视化 (Data viusalization)技术是一种现代的成像技术，它指的是运用计算机图形学和图像处理技术将数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机辅助设计、计算机视觉及人机交互技术等多个领域。数据可视化概念首先来自科学计算可视化，科学家们不仅需要通过图形图像来分析由计算机算出的数据，而且需要了解在计算过程中

10、数据的变化。随着计算机技术的发展，数据可视化概念已大大扩展，它不仅包括科学计算数据的可视化，而且包括工程数据和测量数据的可视化。学术界常把这种空间数据的可视化称为体视化技术。 多年前，人们就已经找到了许多大型油气田。目前石油工业面临的一个严峻问题是:如何寻找规模小而埋藏深的油气田。除了寻找新油田之外，新技术的出现还允许我们通过改善分析和回收方法使现存油田处于最佳状态，并延长很多油田的产油寿命。科学家和工程技术人员必须先对大量的地震勘探数据进行精确的解释，然后才能确定油田是否存在，并确定对地下资源的开采管理方案。油气勘探的主要方式是通过天然地震波或人工爆炸产生的声波在地质构造中的传播来重构大范围

11、内的地质构造，并通过测井数据了解局部区域的地层结构，探明油藏气藏位置及其分布，估计蕴藏量及其勘探价值。由于地震数据及测井数据的数据量极其庞大，而且分布不均匀，因而无法根据纸面上的数据做出分析。利用可视化技术可以从大量的地质勘探数据或测井数据中，构造出感兴趣的等值面、等值线，并显示其范围及走向，并用不同颜色显示出多种参数及其相互关系，从而使专业人员能对原始数据做出正确解释，得到矿藏是否存在、矿藏位置及储量大小等重要信息。这不仅可以指导打井作业、减少无效井位、节约资金，而且必将大大提高寻找油藏的效率，从而具有重大的经济效益及社会效益。英国的PGS Tigress有限公司开发了数据的可视化软件，已在

12、全世界许多油田和天然气开发中得到广泛的应用。利用这种软件，可以进行地震数据处理、测井多井评估、模拟油气的储存和生产过程。不仅能确定油气储存的位置，而且可以跟踪油气的运动，便于确定开采油气的最优路径。我国大庆勘探开发研究院开发了地质数据可视化系统，可以全方位、方便灵活地对三维数据体中的断层、部面、层面及其内部所包含的数据类别、地质属性进行立体显示，具有面向对象的开发环境，能满足用户的各种数据可视化要求。成像测井系统处于迅速发展和不断完善阶段，发展趋势集中于四个方面：（1）不断发展复杂储层解释技术，提高定量解释精度；（2）根据油田勘查、开发需要，不断完善现有的成像测井技术，研制、开发成像测井新方法

13、和新仪器；（3）利用成像信息对油藏结构、储层结构和流体分布进行三维非均质描述；（4）适应大斜度井、水平井测井需求，继续研究、开发随钻测井成像技术。 总之，成像测井技术拓宽了测井在石油勘探开发中的应用范围，也提高了传统测井方法在解决石油地质问题上的精确性和准确性。特别对我国陆相湖盆地沉积地层的特点，岩性地层油气藏及其复杂，成像技术更有发挥的场所，他在越来越多的隐藏油气藏和非常规油气藏的勘探开发工作中起着十分重要的作用。随着技术的进一步发展，井下侧向环形光源将会使井下的成像质量得到进一步的提高。1.4 主要研究内容 中国石油集团测井公司开发的测井综合应用平台Lead软件是国内开发的最新测井数据处理

14、平台，它集成了众多测井处理软件。多臂井径处理是其中的一个模块，它是生产测井中套管检测的新方法。本次毕业设计在熟悉Lead软件基础上重点研究多臂井径处理的各过程，学习处理方法，完成实际测井数据全过程处理。主要内容如下：1、 学习Lead软件，了解软件功能特点。2、 学习多臂井径测量仪器的基本知识，要求掌握仪器结构、测量原理、测量过程和测量影响因素。3、 学习生产测井中，套管质量测量的基本要求；学习多臂井径测量数据的应用范围，如套管腐蚀、变形、断裂等基本概念和基本现象。4、 操作Lead软件中的电声成像模块，熟练掌握多臂井径处理流程、参数输入、参数刻度、图像处理、解释和分析等。5、 完成开题报告。

15、6、 完成15000字符英文参考资料的翻译，要求译文准确，外文资料内容与所完成毕业设计内容或者专业相关。2多臂井径仪2.1 多臂井径仪概述多臂井径仪是一种新型套损检测仪器，主要应用于套损检测、补贴效果检查、射孔工程作业效果评价等方面。多臂井径仪具有多个独立臂，能够测量多个独立的井径信息，对于井壁具有较强的描述能力。多臂井径测井仪是机械式的用于检测套管内径变化、套管接箍深度及射孔深度等井径测井系列仪器。井径测量原理井径系列测井仪器是指接触式测量仪器，即通过井径仪器的测量臂与套管内臂接触，将套管内壁的变化转为井径测量臂径向位移;通过井径仪内部的机械传递系统，将探测臂的径向位移转换为推杆的垂直位移;

16、位移传感器将推杆的垂直位移变化转换成电信号被接收。井径系列仪器电路工作原理早期的XY，8臂井径仪等仪器井下没有处理电路，信号直接经过电缆传送到地面。国内的XY井径仪使用陀螺仪确定仪器方位和斜度。随着传感器差动变压器的使用，井径测量臂数量增加，处理电路越来越复杂，井径仪录取数据量增大，使井径成像变成现实。本文以四十臂井径仪为例说明，下面将对四十臂井径仪做相应说明。2.2 四十臂井径仪简介2.2.1 概述四十臂井径仪是通过40条测量臂来实现检查套管的变形、弯曲、断裂、孔眼、内壁腐蚀等情况。该仪器采用桥式电感无触点位移传感器，大大提高了传感器的使用寿命和测量精度，由于桥式电感无触点位移传感器体积小，

17、因此可以实现仪器小直径下的高密度测量。 井下信号经编码发向地面，地面解码后经软件处理，从而得到套管内径的展开成像、圆周剖面成像、柱面立体成像解释图，清晰反应井下套管的受损情况。该仪器采用三阶高密度码传送数据，它改变以往大多数模拟或脉冲传送信号的方式，大大提高传输速率。传送数据包括40路井径信号、井温、舱温、相对方位（仪器旋转角度）、仪器倾斜角度及缆头电压信号，同时可下挂电磁探伤仪、伽玛/磁定位/井温仪、流量、压力等仪器。四十臂井径仪配合便携数控测井系统，可以实现实际测井操作。2.2.2 主要技术指标（1）电缆要求：单芯电缆（2）外形尺寸 仪器外径: 73mm 仪器最大长度: 1954mm 仪器

18、工作长度： 1808.5mm 工作点：（距仪器上端）a. 井径：1200mm b. 井温：1443mm 仪器重量：37kg（3）工作环境要求 工作温度：175 工作压力：100MPa 工作电压：+80+95V 工作电流：355 mA 张臂电压：+1055V，电流150mA，砂卡时可达250 mA 收臂电压：-1055V，电流100mA，砂卡时可达250 mA（4）技术指标 井径a. 测量范围：80210mmb. 分辨率：0.1mmc. 精度：1mm（直径） 井温a. 测量范围： -20175b. 分辨率：0.05c. 精度：2d. 响应时间：2S 舱温a. 测量范围： -20175b. 分辨率

19、：0.05c. 精度：2d. 响应时间：2S 仪器斜度a仪器斜度精度：5b仪器斜度灵敏度：0.1c仪器斜度测量范围：0180 仪器相对方位a. 仪器相对方位精度：5b. 仪器相对方位灵敏度：0.1c. 仪器相对方位测量范围：0360（5）扶正方式：上下扶正器自动扶正。（6）测速：600米/小时，纵向分辨率1/128米 2.2.3 工作原理该仪器工作原理由机械和电气两大部分组成，机械原理见（8）说明；电路由电源、单片机电路、信号传输、井温、井径、斜度和相对方位等部分组成。其原理框图见图2-1所示。图2-1 四十臂井径仪原理框图激励源加到40个位移传感器上，40个位移传感器输出带位移信息的电信号，

20、此电信号经模拟开关选择、放大、滤波处理，送达AD转换器,经AD转换成数字量后由单片机串口发向编码单片机。编码单片机把数据编码发向地面。井斜方位电路采集数据后，等主控单片机请求数据，得到请求把数据通过串口发出。（1）DC-DC电源部分 DC-DC电源输入+80+95V，输出+5V、+15V、-15V，为各模块电路提供电压。电源测试点及电压值： DDS73F-20B-02板C31+：+15V DDS73F-20B-02板C32-：-15V DDS73F-20B-02板C33+：+5V DDS73F-20B-02板C10+：+5V DDS73F-20B-02板C14两端：+4.096V DDS73F

21、-20B-02板IC3-P5：+2.048V DDS73F-20B-02板IC4-P5：+1V 仪器外壳为地（2）电压选择电路电压选择电路选择是电机工作或测量部分工作，当供电小于95V测量部分工作；当供电大于100V电机工作，开始张臂，张臂开始后，供电大于80V电机保持工作。当供电负电时电机工作，开始收臂。（3）MCU控制、A/D采集电路MCU控制、A/D采集电路是整个仪器的核心电路，它产生位移传感器的激励时序、四十臂的通道控制时序、A/D采集时序、主控通信控制。（4）编码发射电路主控单片机把采集到的数据通过串口发给编码单片机，编码单片机将收到的数据编码输出给编码驱动电路（编码规则见编码规则说

22、明），驱动电路将信号耦合到电缆上。（5）井温电路井温探头选用铂金丝电阻传感器，传感器电阻的变化经线性电路转换成电压的变化，经A/D采集电路转换成数字信号。舱温电路与井温电路相同。温度和测量值对应关系为：0=540；100=2273；150=3120；175=3538。 计算公式近似为：温度=（测量值-540）/17.2。 （6）缆头电压电路缆头电压电路测量缆头供电电压值，为地面供电提供参考。计算公式： 缆头电压=测量值*0.031（7）井径电路井径部分由机械探测臂、位移传感器、激励电路、信号放大电路、滤波电路及A/D转换电路组成。（8）四十臂井径仪主要用来检测套筒的变形以及射孔位置的检查，由上

23、扶正组件、电路仓、传感器及测臂系统、下扶正、动力系统组成。其传感器机械部分的工作原理如图1-2所示：图2-2 传感器机械部分的工作原理图图2-2所示的虚线部分为臂的收拢状态，实线为张开位置。由于弹簧的作用，使测臂紧贴井壁，当井壁有变形时，测臂随井壁的变形而张收，从而带动测杆的轴向移动；由于弹簧的作用使位移传感器测杆紧贴测量臂的端面，当测杆轴向移动时，测量臂作同步跟随运动。由于测杆的轴向移动使得位移传感器输出波形的峰值随之变化。位移传感器采用桥式电感无触点位移传感器。红线是位移传感器激励源、橙线是位移传感器信号线、黑线是位移传感器地线。使用位移传感器的最大特点有: 无接触、无摩擦测量位移传感器的

24、一个最大特点是,磁芯运动部件与测量线圈总承之间无任何机械感器的使用寿命可达到无限长,给维修带来极大的方便。 分辨率可达到无限大。因为位移传感器是通过电磁测量原理进行无摩擦、无接触测量,测量磁芯的任何微小变化都会引起电信号的变化。仪器的整体分辨率仅受到信号处理电路及A/D转换电路精度的限制,这一特性也使仪器具有很高的重复性。（9）方位模块电路,水平放置仪器，井斜应为90度，转动仪器，方位应从0-360度变化。仪器垂直时（井斜为0度），方位为随机数，只有仪器井斜大于5度，方位才起作用。2.2.4 数据传输方式（1）模拟信号传递 多臂井径仪数据传输方法很多。最初研究的XY井径仪，8臂井径仪等都以模拟

25、信号往上传输，产生的信号大多数情况下未经井下仪器电路处理，直送到地面。如果电缆绝缘不好，对信号的影响直接影响到测井结果。（2）以正负脉冲传递 康普乐40臂井径仪是以正负脉冲传递信号。该仪器有2个差动变压器传感器，2个传感器反映套管内径大值变化和小值变化;大小内径变化经电路处理以正负脉冲的形式上传。该方式传输信号电缆衰减也很大。（3）以PCM脉冲形式传递 斯伦贝谢公司生产的36臂或60臂井径仪其仪器利用6个差动变压器传感器，仪器采集数据增加必须采用一种转换信号方式，一次把6个信号传到地面。该仪器使用PCM上传信号。PCM编码过程是将模拟信号调到1个二进制脉冲序列，载波是脉冲序列，即改变脉冲序列中

26、的脉冲存在与否的状态。PCM的数字信号比模拟号抗噪声能力强。（4）数据以帧的形式往上传递 随着电子技术的发展及计算机的应用，独立16臂或独立40臂井径仪在遥传系统中采用同步通信。同步通信把许多字符组成一个信息组，又信息帧，每帧开头用同一字符来指示，每个字符之间没有附加的数据位作为标志或分隔字符，因此通信数率比较高，1帧可达256字以上。像Sondex独立40臂井径仪，康普乐独立40臂井径仪和国产独立40臂井径仪，都是采用同步通信每1帧48个字，每个字16bit，传输速率相当高。只有这么高传输速率才能满足地面成像。3 多臂井径仪对套管的成像结果分析改进后的多臂井径仪成像技术就是通过对多个独立测量

27、臂测量数据的处理，得到实时的井径仿真三维图像，来实现对油管、套管的形变、弯曲、断裂、孔眼、内壁腐蚀等情况的实时判断。原有的处理方法只得出了四十条井径曲线，而改进后的处理方法能够对这四十条曲线进行三维仿真，能够使操作人员更加直观的观测出油管、套管所存在的问题。下面就是对多臂井径仪在各种不同套管环境时采集的数据，经多臂井经仪成像软件处理后，分析油管、套管的弯曲、缩径与扩径、断裂、裂缝、错断、腐蚀等状况的说明以及射孔质量的检测。3.1 正常套管套管在不受外部因素影响，套管没有产生变化的情况。图3-1为正常套管测量后处理得到的图像，可以看出40条井径曲线平滑、幅度变化较小，各条曲线几乎平行，而且，处理

28、后得到展开图的颜色分布均匀。图3-1 正常套管3.2 弯曲变形引起套管弯曲变形的因素有：地层压力异常、固井过程中水泥压力不均匀或其他机械应力等。套管变形给油气开发的后续作业造成诸多不便。所以测量套管的弯曲变形还是有很大意义的。由图3-2可以看出，测井曲线有弯曲、幅度变化较明显，显示出较圆滑的变形曲线，经成像处理后的图像颜色不均匀，在曲线明显弯曲处颜色变化异常。由此可以判定该套管存在弯曲变形，结合方位测井即可判断出套管变形部位。图3-2 弯曲变形3.3 缩径与扩径引起套管缩径和扩径的因素有：套管质量不合格、地层压力异常、固井过程中水泥压力不均匀或其他机械应力等。套管的缩径和扩径对后续作业有很大影

29、响，尤其是对下井仪器和工具的选择有决定作用。缩径：套管因为地层压力异常等因素的影响，使得套管内径明显缩小的现象。从图3-3和图3-4可以看出，图一中的测井曲线中有较长区域存在明显减小，井径有明显缩小，经成像处理后的图像和正常套管的图像相比较，明显异常，出现大面积红色区域，说明井径缩小。由此可以判定该套管存在缩径，结合方位测井即可判断出缩径部位。图3-3 缩径图3-4为实际测井中套管缩径实例。图3-4 缩径扩径：套管由于地层压力异常或套管质量差等因素影响，使得套管内径明显扩大或局部向地层突出的现象。从图3-5可以看出，测井曲线中存在明显异常部位，套管局部内径有幅度变化，经成像处理后的图像和正常套

30、管的图像相比较，明显异常，出现红色区域，结合井径曲线可知套管向地层突出。由此可以判定该套管存在扩径。扩径曲线，在套管变形不太大时，最大直径超过套管的外径。最直观的是截面图上的曲线出现断裂。图3-5 扩径3.4 断裂套管断裂是由于地质应力变化、射孔密度过大或套管受到长时间腐蚀等因素造成的。断裂是一种严重的扩径现象，当扩径达到一定程度就会造成断裂。由图3-6可以看出，所有曲线都是一些不连续的环状曲线从处理后得到的图像看出，由于内径超出了仪器侧臂的测量范围，出现一段蓝色区域，结合其它曲线即可判断此为套管断裂。图3-6 断裂3.5 裂缝由图3-7可看出，部分井径曲线向同一方向跳跃，说明套管存在裂缝。从

31、处理后得到的图像中看到，曲线跳跃部位有蓝色圆点，结合方位曲线即可判断出裂缝的位置。图3-7 裂缝3.6 错断结合以上关于套管弯曲变形的说明，部分井段存在连续弯曲，严重的部位发生轻微断裂，产生错断。从图3-8中可以看出，40条井径曲线在1135米1150米段出现大幅度平行跳跃，从包络图上看出有连续弯曲的情况出现，从所的图像上可以看出，图像颜色普遍趋于淡蓝色，部分区域为深蓝色。图3-8 错断3.7 腐蚀套管的严重腐蚀一般是在较长的井段内发生，测井图上比较乱，由于腐蚀，套管一般出现扩径现象，腐蚀面比较粗糙，容易在面上出现结垢等残留物质， 所以最小井径曲线也发生缩径显示。从图3-9中可以看到截图部分的

32、测井曲线比较混乱，经处理得到的图像颜色分布不均匀，结合其它曲线可以判断套管因为腐蚀出现扩径现象。图3-9 腐蚀3.8 射孔钻井完成时，需下套管注水泥将井壁固定住，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油(气)层射开，为油、气流入井筒内打开通道，称做射孔。目前国内外广泛使用的射孔器有枪弹式射孔器和聚能喷流式射孔器两大类。图3-10是射孔后四十臂井径测井仪所得到的测井曲线。从曲线上可以看出射孔井段曲线发生明显跳跃，经成像处理后射孔井段在图像中出现很多淡蓝色斑点。由此看出，用成像测井来检查射孔的情况，效果明显。图3-10 射孔图3-11 剖面解释成果图根据以上各种情况可以看出，改进后的多臂井径仪成像测井

33、系统，不仅保留了原有的测井曲线，同时将数据处理成为图象，使得测井成果能够直观、准确的显示出来，有助于操作人员的现场实时解释，为客户提供更为准确的信息，增强时效性。 4 多臂井径在LEAD上的处理与分析 4.1 综述 多臂井径成像处理程序属于LEAD环境的生产测井部分。油田经过一定程序的开发后，油、水井均会不同程度地出现套管损坏现象。准确掌握套管损坏状况，研究其损坏机理及如何采取保护和修补措施具有十分重要的意义。针对油田开发需要，准确而可靠的检测套损是科学合理制定生产井修复工艺的基础，也是套损检测及评价方法研究应用的主要动因。另外，套损检测评价数据还被广泛应用于油田生产管柱设计、开发措施调整、生

34、产管柱保护等。与传统的井径测井仪器相比，多臂井径成像测井测量数据大，能够比较准确地对套管进行检测，并且形成立体图、横截面图、纵剖面图以及套管截面展开图，可以更直观地了解套管的腐蚀、错段、变形等情况。多臂井径成像处理程序能对多种多臂井径成像测井仪器的现场测井资料进行定量评价，输出的参数包括：椭圆变形情况、中心点偏移、剩余壁厚、内周长、当前套管壁厚等曲线。4.2 方法原理多臂井径成像测井仪器一次下井可以同时测取多条（8、32、40等）井径曲线（如图4-1所示）。它采用独立臂测井技术，每一支臂测量一个沿井筒周围方位的井径（内径井）值。测量到的多条井径曲线经数字编码后进行记录。 图4-1 多臂井径测井

35、仪器测量臂多臂井径成像处理针对此类仪器的特点，采用了先进的成像算法对套管内壁形状进行拟合，得出接近真实情况的井壁形态，与传统方法相比，能够最大限度的减少部分测量臂的不准确测量值对整体测量结果的影响，能够更加准确的反映出井壁的厚度变化情况。4.3 功能介绍 多臂井径成像处理程序界面如图4-2所示。 图4-2 多臂井径成像处理界面 多臂井径成像处理的处理菜单主要包括参数卡的编辑、数据合并、井径处理和接箍检测、损伤检测等菜单项，如图4-3所示。 图4-3 处理菜单4.3.1 数据准备 （1） 数据转换 数据转换的主要功能包括：磁带加载、数据解编、数据导出。将原始测井数据，由数据转换程序转换为本程序所

36、使用的CDS格式。 图4-3-1 数据解编菜单 图4-3-2 数据转换（2） 深度校正 深度校正属于LEAD环境的预处理部分，双击深度校正可以启动该程序。 在测井过程中，由于井眼情况、各种下井仪器的重量及几何形状、仪器与井壁的接触情况（如仪器贴井壁、带扶正器或推靠器）、电缆性能、测井速度以及操作方法等原因，使下井仪器在井内的运行状况不同，引起各次测量时电缆受到的张力也不同，加上井口的各条曲线之间也会产生不同程度的深度移动。实际记录的曲线在深度上的偏差主要是在某些井段上发生深度扩展、压缩或线性移动所致。直接应用深度偏差的曲线进行数据处理，可能使解释井段出现变厚、变薄或错位等情况，同时计算出的地质

37、参数也不准确，甚至可能得出错误的结论。因此对测井数据进行深度校正，使同一口井所有的测井数据之间有完全一致的深度对应关系，以满足数据处理对深度的严格要求，是测井数据预处理中极为重要的环节。深度校正主要包括手动校深和自动校深。手动校深，是用目测的方法在待校正曲线上找出相似或相同的曲线段，并把对应点进行连线做深度校正。自动校深则是应用相关方法计算校深线，进行自动校正。运行深度校正程序，将测井数据与完井数据的深度对齐。 图4-3-3 深度校正处理菜单 图4-3-4 鼠标右键快捷菜单 图4-3-5 深度校正快捷键说明 图4-3-6 深度校正案例示意图（3） 数据编辑及波形滤液 数据编辑是基于CIF333

38、文件格式的综合操作程序。属于LEAD软件的数据管理部分。主要功能包括：井信息、井操作、曲线操作、曲线计算、常规数据、阵列数据、离散数据、打包解包。 对测井质量较差的数据，还要进行数据编辑和波形滤液处理。（4） 输入曲线的标准化 如果原始曲线名与本程序输入曲线名不一致，可调用数据编辑对测井曲线进行改名或在参数卡中设置输入重定向。4.3.2 打开井文件【文件 打开井】或在工具栏中单击 ，加载井数据并调用缺省绘图模板显示数据。 图4-3-7 文件菜单4.3.3 数据预处理 如果井径数据是按照单条曲线的形式记录的（如CAL1CAL18），在处理之前需要将井径数据转换为阵列方式保存。选择【处理 合并多臂

39、井径】菜单，弹出如图4-3-8所示界面。 图4-3-8 数据合并处理4.3.4 数据处理确定好处理参数后，点击【处理】菜单中的对应项开始对测井数据进行处理。 图4-3 处理菜单4.3.4.1 多臂井径处理多臂井径处理，缺省输入曲线和输出曲线参见“处理参数”。4.3.4.2 套管接箍检测套管接箍检测界面如图4-5所示，可以根据测量的接箍曲线或电缆记号进行接箍的检测，可以根据实际信号的形态选择负峰或正峰作为检测标志，检测门槛也需要根据实际曲线形态调整。 图4-5 套管接箍检测4.3.4.3 套管损伤检测 套管损伤检测界面如图4-6所示，由用户输入全井段的单一壁厚或分段壁厚数据，与测量得到的壁厚曲线

40、（如Soundex公司的MTT仪器测量结果）进行计算，得出套管的损伤情况，并生成相应的数据表格。 图4-6 套管损伤检测 4.4 处理参数 4.4.1 输入曲线 多臂井径成像处理输入曲线如表4-7所示。 表4-7 多臂井径成像处理输入曲线 4.4.2 输出曲线 多臂井径成像处理输出曲线如表4-8所示。 表4-8 多臂井径成像处理输出曲线 4.4.3 处理参数多臂井径成像处理波形参数如表4-9所示。 表4-9 多臂井径成像处理波形参数4.4.4 图像分析待一切准备工作做好后，我们就开始测量我们想要的数据图像了。图4-11即是本次试验所测得的图像。从中可以看出所测井的中心位移、椭变率、椭圆短轴、椭

41、圆长轴以及构出的剖面图、纵向波形图、包络图。我们可以用鼠标双击图像来修改各道及各曲线参数。如图4-10所示。 图4-10 对象属性对话框 图4-11 试验所得多臂井径成像图根据以上运用LEAD软件对多臂井径成像处理的分析，我们可以看出LEAD软件集成了多学科的优秀研究成果，将成熟的测井处理解释方法与先进的计算机技术充分结合，实现了多种类型测井资料的快速准确处理和精细解释。使得测井解释人员提高了工作效率，能够更加方便快速的对井下数据进行解释分析。5 结论本文主要论述了多臂井径处理在测井综合应用平台LEAD中的应用以及多臂井径仪的运用方法。通过对多个测量臂所采集的数据进行简单处理，得出多条井径曲线

42、，现在要做的就是在LEAD软件平台的基础上，做好前期数据转换、深度校正、数据编辑及波形滤液、输出曲线标准化的准备，在通过数据预处理、数据处理以及参数的处理将多臂井径原数据在LEAD中实现测井资料的快速准确处理和精细解释，从而提高测井解释人员的工作效率和工作质量。还对仿真三维显示所得到的结果作出进一步的分析，根据图像显示的内容，判断井下油、套管中存在的形变、弯曲、断裂、孔眼、内壁腐蚀等情况。通过对LEAD软件的应用，该软件工作稳定，操作简便，为井内套管及其油井情况分析提供了可靠的依据，帮助测井专业人员能够从枯燥的编程工作中解脱出来，从而更加专注于解释模型的研究和资料分析工作。毕业设计小结为期三个月的设计结束了，通过本次毕业设计，我学到了许多测井仪器方面的知识，尤其是多臂井径仪成像技术的软件设计与数据分析方面，让我开阔了思路，提高了理论水平，同时也巩固了我原有的基础，使之前所学的专业知识得到了充分应用。本次设计对我锻炼、提高很大，在不断遇到问题，解决问题的过程中我前所未有地认识到