1、SBT 测井技术简约说明1 介 绍SBT 测井仪是西方阿特拉斯公司（Western Atlas）于 20 世纪 90 年代初期推出的一种新式的固井质量评价测井仪。SBT 是 Segment Bond Tool 的英文字母缩写，意为“分区胶结测井仪” ，该仪器的系列号为 1424XA。SBT 仪器有 6 个腿，每个腿上有 1 个发射探头和接收探头，共计 6 个发射探头和 6 个接收探头，分别用于发射声波和接收声波。传统的CBL 仪器只测量 1 条评价套管与水泥胶结情况的曲线，该曲线是对环绕一周（360）的套管水泥胶结的总体评价。而 SBT 仪器有 6 条腿，将一周（ 360）的套管分为 6 个
2、60的区域（Segment ） ，同时测量这 6 个区域，得到 6 条分区的套管水泥胶结的评价曲线，从而该仪器称为“分区胶结测井仪” 。在测量方法上，传统的 CBL 仪器要求在自由套管中，必须进行首波幅度的刻度，即在要求测量的套管中，选择没有胶结的自由套管，找到首波振幅为最大的位置，记录该振幅，并将该处的首波振幅设为 100%。测井时，测量的首波振幅除以最大振幅的百分比，就是CBL 曲线。与传统 CBL 的首波幅度刻度仪器不同， SBT 不用作振幅刻度，不要求在自由套管找首波振幅最大的位置，只要求输入所测量的套管直径，每英尺重量，水泥耐压强度等参数，再测量一段归一化曲线，就可以将接收波列的振幅
3、信息转换为声幅衰减曲线。SBT 最简约的仪器组合为：1633EA+1424XA+1424PA，其中：1633EA 为通讯仪，1424XA 为 SBT，而 1424PA 为 VDL（变密度）探头。SBT 能测量 6 条（即 6 个方向）套管胶结曲线，1 条 DEV（井斜）曲线， 1 条 RB（相对方位）曲线，1 幅 VDL 变密度地层胶结波列。同时，SBT 还能和 CCL（套管节箍） 、GR （自然伽马） 、CN（补偿中子）等仪器组合，附带测量 CCL、GR 、CN 等 3 条深度校正曲线。2 STB 的仪器组合仪器串从上向下顺序为：仪器名称 系列号 电源要求 档位的位置CCL 2330NA 无
4、源 5CCL 2346XA 无源 16；2 6GR 1309XA 150Vdc, 30mA 16；2 +CN 2435XA 150Vdc, 30mA 2 通讯仪 1633EA 150Vdc, 85mA 无SBT 1424XA 150Vdc, 85mA （测井时） 无150Vdc, 200mA （开腿时）150Vdc, 300mA （收腿时）VDL 1424PA GR 信号缆芯为： 11# 对 18#CNL SS（短道）信号缆芯为： 12# 对 18#CNL SS（长道）信号缆芯为： 13# 对 18#CCL 信号缆芯为： 16# 对 18#CCL 要么为 2330NA，要么为 2346XA，二
5、者只能取其一。3 仪器原理对于我们 5700 地面系统而言，地面通过电缆的 7#和 10#（参考点）向井下仪供直流电，同时，地面也通过电缆的 7#和 10#向井下仪发送命令，而井下仪也通过电缆的 7#和 10#向地面传送数据。地面的直流正电压通过电缆 7#传到马笼头的 7#，通过 CCL、GR、CN 的 7#传到1633EA 的上接头的 7# ，然后一路传到 1633EA 和 1424XA/PA 中，为 1633EA 和1424XA/PA 提供电源，而另一路经 1633EA 再传到 1633EA 的上接头的 2#和 5#，再上传到 GR 的 2#，以及 CN 的 5#。而 GR 和 CN 的电
6、源缆芯分别为 2#和 5#，于是，所有需要直流电源的仪器都能得到了 150V 的直流电压。因此，要求马笼头 10 芯公插头中 2#和 5#插针应取掉，使得电缆上的 2#和 5#没有 150Vdc 高压，以此保护地面仪器不被高压损坏。1633EA 接受地面仪的命令，采集数据，再上传数据到地面。命令和数据都以 M2 的曼切斯特形式传输，传输速率都为 20Kbit/s，即每秒传 20K 的二进制代码。1633EA 接受来自上面的 CCL（套管节箍） 、GR （自然伽马） 、CN（补偿中子）信号，也接受来自下面SBT、VDL 、X 方向加速度、 Y 方向加速度等信号，同时也采集仪器串的 CHV（缆头电
7、压），再处理这些信号，然后编码上传到地面。在一个数据采集和发送周期中，对于声波信号采集和发送过程，其原理描述如下：首先，1424XA 发射 12 次，每次发射时接受 2 个 SBT 波列，共计 24 个 SBT 波列。1633EA 有 2 个 A/D 采集通道，可以同时处理 2 道波列信号。因此， 24 个 SBT 波列就分12 次传给 1633EA，在 1633EA 中被 A/D 采集。然后，1633EA 从 24 个 SBT 波列中提取出24 个 E2（第 2 个正首波的幅度值） 、1 个 Maxt（最大时差值） 、1 个 Mint（最小时差值） 。然后，仪器再按照 SINGLE 模式或
8、DUAL 模式工作：SINGLE 模式时：根据地面软件菜单的设置，除了上面所述的 24 条 SBT 波列以外，要么 VDL 会工作，提供 1 条 VDL 波列，要么 SBT 中被选中的发射探头和接收探头会工作，提供 1 条 SBT 波列。于是，在 1 个数据传输周期里，1633EA 向地面传送： 24 个 E2、1 个 Maxt 、1个 Mint 和 1 条数字化的 VDL 波列（或 SBT 波列） 。DUAL 模式时：根据地面软件菜单的设置，1633EA 将 SBT 某次发射时接受的 2条 SBT 波列加以处理，再将它们相加，转换为 1 条“DUAL 波列”。于是，在 1 个数据传输周期里，
9、1633EA 向地面传送：24 个E2、1 个 Max t、1 个 Mint 和 1 条数字化的“DUAL 波列” 。操作工程师通过观察该“DUAL 波列”中的近、远正首波是否被正确地卡住。地面仪接受到来自 1633EA 的数据，再解码，便获得仪器的相关信息。CHV 显示在计算机屏幕上，以便操作工程师可以监视仪器串的 CHV（电缆头电压） ，并随时调节地面供电，让 CHV 维持在 150V 左右，给仪器串正常的电源供应（特别注意，仪器串的 CHV 不能超过 180V，否则会损坏仪器的） 。其它数据经过计算处理，便得到GR、CCL、CN、DEV 、RB 和 6 条 SBT 曲线，VDL 波列等资
10、料。对 SBT 做开、收腿操作时，不要求地面提供另外的马达电源，马达利用 150V 的缆头电压开腿或收腿。操作工程师只需向井下仪发送开腿或收腿的命令（即 OPEN 或 CLOSE） ，然后监视地面电流表的总电流值，当总电流值突然减小 100 mA 左右时，表明 SBT 的开腿或收腿动作完成。4 SBT 的操作前的准备仪器和设备的检查和准备。CCL：1： 1#到 10#贯穿。2： 档位应正确，其表现为：测量 CCL 下接头的 16#和 18#之间的电阻，应为9K1 K。GR：1： 仪修工程师将 1309XA 更换上 150V 的直流电源模块，Swith1 在“6”档，Swith2 在“+”档。马
11、笼头：1： 平台操作手将马笼头的 2#和 5#公插针取掉。5 SBT 的车间刻度首先介绍一下，在地面软件中最重要的控制窗口是：SBT Tool Control Menu 窗口，它有 7 个子菜单，分别为：1： TOOL VERSION2： ACQUISITION TABLE CONTROL3： SUBCYCLE CONTROL： DIGITIZED WAVEFORM： MOTOR： PIPE： NORMALIZATION相对方位刻度（RB Calibration ）和相对方位校验（RB Verification） RB（Relative Bearing ，相对方位）的物理含义是： SBT 在井
12、中某处，SBT 的 2 号极板方位与该处“井眼轨迹”的方位之间的夹角。这样，在井斜方位曲线（列如：井斜方位仪 4401XA 所测的“井眼轨迹”方位曲线）的配合下，利用 RB 曲线，则可以计算出 6 条SBT 曲线的“真实 ”方位朝向。RB 主刻度和测前校验步骤：1：将仪器串连起来，其中 1424XA 必须水平放置。2：给仪器串供电，调节通讯增益，使通讯正常。3：将 1424XA 的 6 条腿打开。4：从 Data Acquisition Main Menu 中选择 Cal/Ver 按钮，再选择 RB Cal Type，从而进入 RB Primary Calibration 程序，按程序，旋转
13、1424XA，做主刻度。5： 进入 RB Before Log Verification 程序，做测前校验。SBT 极板刻度（SBT Pad Calibration）SBT Pad 极板主刻度步骤：1：让 1424XA 的 6 条腿打开，且在空气中。2：从 Data Acquisition Main Menu 中选择 Cal/Ver 按钮，再选择 SBT Cal Type。3：读接收探头的噪声电平，选择Read Receiver Noise Level。4：读极板灵敏度，选择Read Pad Sensitivity。（注：SBT Pad无校验步骤）6 井场测井施工操作到井场，将仪器在井台连接好
14、将，马笼头的2#和5#公插头取掉。由于1424XA 比较长，为保护它不被折断，因此它只能单独从地面吊上井台，不能和其它仪器组合吊上井台。仪器下井后，要先做SBT归一化（SBT Record Mode Normalization） 。SBT归一化 (SBT Record Mode Normalization) 1： 给仪器传供电，通讯正常，计算机显示CHV为150V 。2： 在SBT Tool Control Menu窗口中，选择ACQUIZITION TABLE CONTROL，再选择UPLOAD TOOL TABLE。3： 下放仪器，在自由套管中停下，开腿。如果不是自由套管，但有声波信号也可
15、以。4： 在SBT Tool Control Menu窗口中，选择PIPE，然后在CASING OD、 CASING WT、 CMP STR 3个窗口中，依次输入“套管外径” 、 “套管每英尺重量” 、 “水泥耐压强度”3个值。再选择SET按钮，再检查 SUBCYCLE CONTROL子菜单中的值，确保其中的值不为零。5： 在DIGITIZED WAVEFORM中的TYPE 选择DUAL ，确保“DUAL波列”中的近、远两道STB接收波列的正首波，都被“锁定”住，如下图：6： 在DIGITIZED WAVEFORM中的TYPE 选择SINGLE，并确定TANSMITTER为7， RECEIVE
16、R为7，而SAMPLE PERIOD为4。将腿收掉，下放仪器到测量段的最底部。再开腿，然后在SBT Tool Control Menu窗口中，选择PIPE，重新再次输入PIPE中的值。7： 记录一段归一化曲线（NORMALIZATION） ，要求至少记录1600个数据采样（比如，采样率是：1个采样/1分米，则至少记录160米） 。在SBT Tool Control Menu窗口中，选择NORMALIZATION，做归一化。记录主曲线1： 将仪器的Waveform Type切换到DUAL的类型， “DUAL波列”应正常，然后收腿，下放仪器到测量段的最底部。2： 开腿，再将仪器的Waveform
17、Type切换到SINGLE的类型。3： 记录主曲线。4： 如果测量井段由多种不同外径的套管组成，那么，在每种套管中都要做上述的工作。即在每种套管里都做：A： 依次输入“套管外径” 、 “套管每英尺重量” 、 “水泥压缩强度” 3个值。B： 记录一段归一化曲线（NORMALIZATION） 。C： 记录主曲线。5： 仪器出井口后，做RB的测后校验。7 SBT测井的注意事项1： 马笼头的2#和5#公插头取掉。2： 计算机屏幕显示仪器串“CHV”应为150V 左右，千万不能超过180V 。3： 测井时最佳测速为: 9米/分钟，最大测度为：10.7米/分钟。4： 应尽量使用扶正器，保证仪器串在测量时严格居中。
