книги из ГПНТБ / Сохранов Н.Н. Машинные методы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин

закрепленного иа диске, вращаемом сельсином. Сельсин включается

Методика цифровой регистрации на буровой

Цифровая регистрация результатов геофизических исследований скважин должна обеспечивать заданную техническими условиями [511 точность получаемых данных п возможность обработки их при помощи вычислительных машин. Необходимая точность и хорошее качество цифровых заппсей могут быть получены исправным, отгра­ дуированным п согласованным с каротажной станцией цифровым регистратором. Для ввода данных геофизических измерений в ма­ шину, контроля и обработки их при помощи ЭВМ необходимо, чтобы на магнитных лентах (перфолентах) помимо результатов этих изме­ рений была записана различная служебная и контрольная инфор­ мация.

В связи с этим методика цифровой регистрации данных каротажа разработана с учетом методики геофизических измерений в сква­ жине и программ обработки результатов их на ЭВМ. Она должна содержать приемы:

1)контроля исправности преобразователя;

2)градуировки преобразователя (регулировки цены разряда);

3)записи контрольной информации;

4)регистрации данных в процессе каротажа;

5)оценки качества полученных цифровых данных (перфолент, магнитных лент).

Рассмотрим основные операции, необходимые для выполнения указанных требований.

40

О п р е д е л е н и я и о б щ и е т р е б о в а н и я к ц и ф ­ р о в о й р е г и с т р а ц и и . Магнитная лента {перфолента) —

лента, содержащая цифровые данные каротажа, полученные в одном и том же интервале исследования скважины.

Запись — часть ленты, на которой записаны в цифровой форме каротажные данные, контрольные показания приборов и перекры­ тия, полученные за один цикл измерений в интервале исследования.

Зона — часть записи, содержащая цифровой массив, ограничен­ ный кодами «конец зоны». Зона не должна содержать более 4095 слов.

Метка — признак, указывающий на совпадение записи слова п сигнала метки глубины на кабеле. При записи на перфоленте при­

ком масштабе. Перекрытие обычно записывают в интервале разреза со значениями геофизических величин, превышающими диапазон измерения их в первой записи.

прибора включают на позицию «квант». Переключатели «мотор— сельсин» и «перемотка—стоп—работа» переключают в положения «мотор» и «стоп». При включении регистратора ПЛК-4 тумблером «сеть» наблюдаются мигание лампочки «М» и счет импульсов меха­ ническим счетчиком. При включении преобразователя ПМЗ-3 тумб­ лером «сеть» загораются сигнальные лампочки.

Если преобразователи исправны, то на их входы подают напря­ жение от градуированного компенсатора поляризации (ГКП) каро­ тажной станции или с выхода скважинных приборов. В этом поло­ жении показания индикаторных лампочек двоичных счетчиков изменяются пропорционально изменению напряжения компенса­ тора ГКП и отклонению гальванометра, включенного на вход пре­ образователя код — аналог. При включении перфоратора цифро­ вого регистратора ПЛК-4 на перфоленту пробивается код в соответ­ ствии с форматом, показанным на рис. 16. В преобразователе ПМЗ-3 наблюдаются импульсы кода числа.

41

Сигналы метки глубины изменяют показания счетчика «код номера метки» преобразователя ПМЗ-3 и вызывают пробивку кодов метки на перфоленте регистратора ПЛК-4.

Г р а д у и р о в к а. Градуировка каротажного преобразова­ теля заключается в проверке показаний двоичного счетчика при подаче на вход его нуль-сигнала и стандарт-сигнала или различных напряжений от градуированного компенсатора поляризации каро­ тажной станции.

Рис. 20. Панель управления цифровым преобразователем-регистратором ПЛК-4.

Для градуировки на пульте управления устанавливают необхо­ димый режим записи цифровых данных: шаг дискретизации и число одновременно преобразуемых величин. Преобразователь «код—ана­ лог» включают в заданный канал. Переменными резисторами уста­ новки нуля добиваются на счетчике показания, равного 0—1. На вход преобразователя подают напряжения с выхода скважинного прибора в положениях нуль—сигнал и стандарт-сигнал или с гра­ дуированного компенсатора поляризации каротажной станции для установки масштаба записи ПС.

При отсутствии напряжения на входе измерительной схемы каротажной станции (нуль-сигнал) показание двоичного счетчика по индикаторным лампочкам равно нулю ( ± 1 разряд). При подаче стандарт-сигнала или напряжения с ГКП показание преобразова­ теля должно быть равно отклонению блика гальванометра (в мил-

42

лнметрах), включенного в этот же измерительный канал. Если пока­ зания гальванометра и преобразователя не равны между собой, то изменением цены разряда двоичного счетчика переменными рези­ сторами «чувствительность каналов» добиваются соответствия их показаний.

Проверяют отклонения блика гальванометра, включенного на выходе преобразователя «код—аналог». Если оно не отвечает показа­ нию двоичного счетчика, то изменением положения ручек перемен­ ных резисторов «выход» (ПЛК-4) и «выход дешифратора» (ПМЗ-3) пли аттенюатора «плавно» (измерительная панель каротажной станции) отклоняют блик гальванометра на величину, соответ­ ствующую показанию счетчика или гальванометра измерительной цепи станции.

З а п и с ь р е з у л ь т а т о в к а р о т а ж а . Цифровая ре­ гистрация (запись) данных каротажа состоит из записи контроль­ ных показаний, цифрового массива данных каротажа и перекрытий (повторных записей) результатов измерений в интервале перепол­ нения двоичного счетчика или регистра преобразователя (рис. 21). Запись контрольных показаний выполняют в начале или в конце регистрации.

2) проводят необходимые для записи включения: вводят с по­ мощью резистора «установка нуля» положительное смещение в ка­ нал ПС (50 единиц младшего ряда по шкале индикаторных лампочек счетчика), переключают преобразователь «код—аналог» в заданный канал (в процессе регистрации преобразователь «код—аналог» не переключается), включают сельсин на панели управления осцил­ лографом каротажной станции в положение «ДГ», устанавливают переключатель «контроль—работа—интервал» в положение «работа» (ПЛК-4) и «мотор—сельсин» в положение «сельсин» (ПМЗ-3);

3)сверяют между собой показания гальванометров на выходе схемы «код—аналог» и двоичного счетчика (желательно на забое перед подъемом прибора);

4)устанавливают переключатель «контроль—работа— интервал»

вположение «интервал», протягивают 0,5 м перфоленты и переклю­ чением этого же переключателя в положение «контроль», а затем «работа» пробивают на перфоленте код «конец зоны» (ПЛК-4), нажи­ мают кнопку «запись» (ПМЗ-3);

5)производят подъем кабеля и запись данных каротажа. В про­ цессе записи результаты преобразования контролируют по инди­ каторным лампочкам и гальванометру на выходе преобразователя «код—аналог» (дешифратора). Кроме того, необходимо следить за поступлением меток глубин;

6) в конце интервала каротажа записывают нуль-сигналы и код «конец зоны»;

7) производят вторую запись контрольных показаний приборов (нуль-сигнал, стандарт-сигнал и др.);

43

8) на участке каротажа со значениями измеряемого параметра, большими диапазона регистрации, проводят перекрытие (повторную запись в грубом масштабе). Цифровые данные в этом интервале за­ писываются в отдельную зону с обязательной привязкой к двум меткам глубины.

AIM 0,5N

О 50 100 ISOOm-m О 50 100 Ом-нО 50 ІОООм-н

З а п и с ь к о н т р о л ь н ы х п о к а з а н и й . В соответ­ ствии с техническими условиями для контроля результатов каро­ тажа проводят записи нуль-сигнала, стандарт-сигнала и изменений показаний гальванометра при изменении напряжения градуирован­

44

данных геофизических измерений в скважинах в следующей после­ довательности, группируя их в отдельные зоны:

1) протягивают перфоленту на 0,5 м, наносят код «конец зоны»

«мотор» (ПМЗ-3). При радиоактивном каротаже вместо нуль-сигнала и стандарт-сигнала записывают скорость счета соответственно при

показания преобразователя при разных напряжениях на градуиро-

0,5 м.

К о н т р о л ь к а ч е с т в а з а п и с и ц и ф р о в ы х д а н ­ н ы х и о ф о р м л е н и е . Качество записи данных каротажа на перфоленте (ПЛК-4) может быть проверено визуально. Синхро­ низация и привязка данных по глубине проверяется по числу слов, записанных на перфоленте между метками глубины, и числу строк в слове. Число строк в слове должно строго соответствовать фор­ мату (см. рис. 16) согласно выбранному режиму регистрации (однодвух- и четырехканальный); число слов между метками глубины должно отличаться от номинального числа ІѴМ точек в этом интер­ вале не более чем на 1 %.

Для проверки цифровых данных считанные с перфоленты двоич­ ные числа переводят в десятичные и по ним строят кривую. Кри­ вые, построенные по цифровым данным и записанные осциллогра­ фом, сравнивают между собой. Расхождение между кривыми должно быть не более 5%. Расхождение кривых КС, записанных микро­ зондом, может быть больше. На вычислительном центре перфо­ ленты проверяют воспроизведением цифровых данных регистра­ тором Н024.

Качество данных, записанных на магнитной ленте (ПМЗ-3), может быть проверено только на вычислительном центре. Для этого цифровые данные каротажа выводят на печать или на регистратор Н024 и сравнивают с кривыми, зарегистрированными осцилло­ графом на буровой. Совпадение кривых, записанных обычным путем п на выходе «код—аналог», является благоприятным признаком качества цифровых данных, но недостаточным для окончательной оценки.

Результаты цифровой регистрации данных каротажа должны оформляться следующим образом. В начале перфоленты (магнитной ленты) на участке без кодов записывают район, номер скважины, дату, шифры записанных геофизических параметров (КС, ПС и т. п.)

45

и др.; в интервалах между кодами «конец зоны» указывают номер зоны.

Для обеспечения ввода информации в ЭВМ оператором запол­ няется бланк перфоленты (магнитной ленты). Пример заполнения бланка при электрическом каротаже показан в табл. 3. Здесь

I—отклонение блика гальванометра; 10—начальное смещение гальва­ нометра; Zn — показание двоичного счетчика по индикаторным лам­ почкам; аг — изменение напряжения на градуированном компен­ саторе поляризации ГКП; z — глубина первой метки для каждого зонда; п — масштаб записи кривых; z n l и z n 2 — глубины меток, между которыми сделано перекрытие.

46

Опыт эксплуатации цифровых каротажных преобразователей ПМЗ-3 и ПЛК-4 с использованием описанной выше методики пока­ зал следующее.

1. Цифровая регистрация данных каротажа хорошо согласуется с аналоговой записью осциллографам (см. рис. 21). Точность полу­ чаемых при этом цифровых данных несколько превышает точность записи кривых осциллографом, так как собственные процессы галь­

2.Надежность цифровой регистрации не уступает регистрации данных каротажа осциллографом. Большей надежностью обладает магнитная запись.

3.Преобразователь ПЛК-4 более прост в эксплуатации и полу­ чаемые им цифровые данные легко контролируются без специальных устройств.

Аппаратура цифровой регистрации данных газового каротажа

При регистрации результатов газового каротажа различают три группы параметров.

Первая группа объединяет параметры, характеризующие содер­ жание нефти и газа в буровом растворе, которые измеряют или определяют дискретно с постоянным шагом квантования по глу­

Ко второй группе относятся параметры, характеризующие режим бурения скважины, которые определяют дискретно с постоянным шагом квантования по глубинам Дг , а регистрируют дискретно с тем же шагом в функции действующих глубин zA. В эту группу входят расход бурового раствора на выходе скважины QB b I X (в л./с), продолжительность бурения 1 м скважины Т± (в мин/м), коэффи­ циент разбавления Е (объем бурового раствора, прокаченного через скважину на единицу объема выбуренной породы, в м3 /м3 ).

Третья группа объединяет параметры компонентного газового анализа, которые измеряются только дискретно с постоянным по времени шагом квантования Г ц , равным времени цикла анализа хроматографа, а регистрируются дискретно с переменным шагом квантования по глубине Дѵ. в функции истинных глубин. К этой группе, например, относятся амплитудные значения пиков метана А { ,

47

говой форме производится с помощью электронного многоточечного потенциометра в режиме, при котором по сигналу истинных глубин zn (для параметров первой группы), действующих глубин 2Д (для пара­ метров второй группы) или при последовательном поступлении сигналов 2„ п Гц начала очередного цикла анализа хроматографа (для параметров третьей группы) на неподвижной ленте после­ довательно фиксируются в заданных масштабах величин параметров

вой и второй групп), или величинам Дг п числу сигналов z„ за

на валу реохорда аналогового регистратора, блок преобразователя «временной интервал—код», ленточный перфоратор типа ПЛ и блок питания, общий для преобразователей всех групп параметров. Схема преобразования и отдельные узлы блоков преобразователей аппаратуры тнпа Ф 0 0 5 унифицированы с полуавтоматическим каро­ тажным преобразователем «диаграмма—код» типа ФООІ.

В качестве датчика «угол—временной интервал» в аппаратуре типа Ф 0 0 5 применен вращающийся трансформатор, через статорную п роторную обмотку которого пропускается опорное напря­ жение переменного тока частотой 50 Гц. Вращающийся трансформа­ тор обеспечивает преобразование угла поворота ротора (угла пово­ рота вала реохорда аналогового регистратора группы газокаротаж­ ных параметров) в фазовый сдвиг двух напряжений, пропорцио­ нальный величине регистрируемого параметра.

В блоке преобразователя имеется электронный счетчик, с по­ мощью которого в течение указанного интервала времени произво­ дится счет импульсов частотой 10 кГц от специального генератора. Точность преобразования при такой схеме в значительной степени зависит от стабильности частоты 50 Гц опорного напряжения и стабильности частоты 10 кГц. Поскольку автоматическая газо­ каротажная станция может эксплуатироваться на буровых, где отсутствует промышленная сеть переменного тока и трудно обеспе­ чить стабильность частоты источника питания, опорное напряжение частотой 50 Гц получается от того же генератора путем пересчета импульсов частотой 10 кГц в отношении 1 : 200. В этом случае по­ грешность преобразования не зависит от стабильности частоты генератора, так как при уменьшении частоты генератора пропор­ ционально понизится частота опорного напряжения, т. е. пропор-

48

ционально увеличится интервал времени, в течение которого про­ изводится счет импульсов от генератора.

Блок-схема преобразователя аппаратуры Ф 0 0 5 для одной группы параметров показана на рис. 22. При поступлении сигнала истин­

исключающее поступление следующих сигналов «старт» во время цикла преобразования, а триггер Т 2 открывает вентиль В 2 , обеспе­ чивающий пропускание эталонных сигналов частотой 10 кГц от гене­ ратора импульсов ГИ на счетчик СИ. При появлении сигнала «стоп» триггер Т 2 запирает вентиль В 2 и счет импульсов прекращается.

Сигналы «старт» и «стоп» получаются с помощью схем выде­ ления нуля СВН 4 и СВН 2 в момент прохождения через нуль сину­ соидальных сигналов U и Uon соответственно с роторной и со статорной обмоток вращающегося трансформатора ВТ. Поэтому интер­ вал времени, в течение которого открыт вентиль В 2 и счетчик СИ производит счет импульсов от генератора ГИ, пропорционален углу поворота вала реохорда аналогового регистратора и показания