第11章 测井地面系统,2014

1、.测井仪器原理测井仪器原理主讲人：卢俊强主讲人：卢俊强2014年年11月月.测井仪器原理（一）2第第1111章章 测井地面系统测井地面系统11.1 数控测井系统数控测井系统11.1.1 概述概述11.1.2 CLS系统组成系统组成11.1.3 裸眼井测井信号恢复面板裸眼井测井信号恢复面板11.1.4 CLS系统其它重要设备系统其它重要设备11.1.5 CLS的软件系统的软件系统11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统11.2.1 概述概述11.2.2 EILog成像测井地面系统成像测井地面系统11.2.3 测井软件系统测井软件系统11.3 思考题思考题.测井仪器原理（一）311.1 11.1

2、 数控测井系统数控测井系统n1、概述、概述u典型的数控测井系统典型的数控测井系统l斯仑贝谢斯仑贝谢CSU（Cyber service unit）l德莱赛、阿特拉斯德莱赛、阿特拉斯CLS（Computer logging system）l吉尔哈特吉尔哈特DDL（Direct digital logging） l国产国产SKC9800，SL2000/3000，等，等 u与数字测井仪的区别：以车载计算机为核心，与数字测井仪的区别：以车载计算机为核心，配有测井专用接口的实时测量、控制系统配有测井专用接口的实时测量、控制系统.测井仪器原理（一）411.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u主要特点主要

3、特点（1）操作简便。仪器测前测后刻度，下放上提测井是）操作简便。仪器测前测后刻度，下放上提测井是由程序控制自动完成。由程序控制自动完成。（2）数字处理使测量精度大为提高，并能进行实时质）数字处理使测量精度大为提高，并能进行实时质量控制。量控制。（3）在井场就可得到初步的解释成果，可用以及时指）在井场就可得到初步的解释成果，可用以及时指导钻井施工和油田开发。导钻井施工和油田开发。（4）有较强自动测试和诊断能力，提高了时效和测井）有较强自动测试和诊断能力，提高了时效和测井资料的质量，能够及时找出故障加以排除。资料的质量，能够及时找出故障加以排除。（5）易于扩展仪器功能。新型仪器很容易与系统挂接，）

4、易于扩展仪器功能。新型仪器很容易与系统挂接，完成新的测井功能。完成新的测井功能。.测井仪器原理（一）511.1 11.1 数控测井系统数控测井系统n2、CLS系统组成系统组成uCLS 系统（系统（CLS3700）l以车载计算机为核心的野外实时控制、数据采集和数以车载计算机为核心的野外实时控制、数据采集和数据处理系统据处理系统l硬件配置硬件配置p系统主机系统主机nPE 8/16E，16b定点小型机（带定点小型机（带32b浮点部件），带有高速浮点部件），带有高速选择总线和选择总线和MUXBUS IO总线总线p通用外设通用外设n电传打字机、数字磁带机、硬磁盘机、绘图仪、等电传打字机、数字磁带机、硬磁

5、盘机、绘图仪、等p专用外设专用外设n测井信号恢复面板测井信号恢复面板SRP （3752，3764）、信号模拟器）、信号模拟器（3766）、）、CRT测井显示器（测井显示器（3631）、测井接线控制面板）、测井接线控制面板 ，取芯射孔专用面板，远程通讯面板（取芯射孔专用面板，远程通讯面板（3761），等），等.测井仪器原理（一）611.1 11.1 数控测井系统数控测井系统CLS系统组成框图.测井仪器原理（一）711.1 11.1 数控测井系统数控测井系统CLS主机组成框图.测井仪器原理（一）811.1 11.1 数控测井系统数控测井系统l8/16E的多路转换的多路转换IO总线总线(MUX BU

6、S)原理原理p异步异步IO，最多可挂接，最多可挂接255台外设台外设p菊花链式中断优先权菊花链式中断优先权p大多数专用设备接口如信号恢复面板等都使用该总线大多数专用设备接口如信号恢复面板等都使用该总线主机对外设寻址时序图主机命令或数据输出时序图主机数据或状态输入时序图 中断响应定时示意图 .测井仪器原理（一）911.1 11.1 数控测井系统数控测井系统n3、裸眼井测井信号恢复面板、裸眼井测井信号恢复面板SRPuSRP（3752）是裸眼井测井仪器与计算机之间的专）是裸眼井测井仪器与计算机之间的专用接口，在主控测井系统中有极其重要的作用用接口，在主控测井系统中有极其重要的作用u主要功能主要功能l

7、对各种类型的测井信号（模拟，脉冲，声波波形）进对各种类型的测井信号（模拟，脉冲，声波波形）进行处理，并转换成数字信号（数据采集）行处理，并转换成数字信号（数据采集）l电缆数据传输接口（电缆数据传输接口（PCM，曼彻斯特编码），曼彻斯特编码）l接收和处理深度编码信号接收和处理深度编码信号l对其它外部设备（如曲线显示对其它外部设备（如曲线显示CRT）提供控制信号）提供控制信号l通过通过MUXBUS与主机接口（作为主机的一台外设）与主机接口（作为主机的一台外设）l内部定义了专用的内部定义了专用的PAB总线总线.测井仪器原理（一）1011.1 11.1 数控测井系统数控测井系统信号恢复面板SRP功能逻

8、辑框图(9块电路板构成) .测井仪器原理（一）1111.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u3752SRP的主要功能板卡的主要功能板卡（1）1和和2板为板为CRT显示逻辑控制电路。显示逻辑控制电路。（2）4板是主控制器，执行设备地址识别和命令译板是主控制器，执行设备地址识别和命令译码，对信号恢复、码，对信号恢复、DAC、ADC和深度编码信号接收和深度编码信号接收处理电路提供控制信号。处理电路提供控制信号。（3）5板为深度逻辑电路，为主机提供测井深度中板为深度逻辑电路，为主机提供测井深度中断信号。断信号。（4）7板是脉冲计数器和板是脉冲计数器和PCM缓冲电路。缓冲电路。（5）8板由板由12位

9、位A/D转换器和转换器和PCM接收器组成。接收器组成。（6）9板由三个二进制增益放大器板由三个二进制增益放大器BGA构成。构成。（7）10板包括自然电位测量（板包括自然电位测量（SP）电路，）电路，4个核脉个核脉冲接收处理电路，井径和张力测量电路等。冲接收处理电路，井径和张力测量电路等。（8）11板为声波测井接口。板为声波测井接口。.测井仪器原理（一）1211.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u模拟信号处理道模拟信号处理道l包括：三个电阻率道，一个自然电位道，一个电缆张包括：三个电阻率道，一个自然电位道，一个电缆张力道，三个备用通道力道，三个备用通道SRP模拟信号通道逻辑框图 .测井仪器

10、原理（一）1311.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u脉冲信号测量道脉冲信号测量道l有有4个测量道，个测量道，2道采用脉冲变压器输入，道采用脉冲变压器输入，2道用电容道用电容耦合输入耦合输入SRP脉冲道电路逻辑框图 .测井仪器原理（一）1411.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u声波信号测量（控制）道声波信号测量（控制）道l支持双发双收声波测井仪，主要功能：发射接收选择支持双发双收声波测井仪，主要功能：发射接收选择控制，同步信号处理，波形信号放大控制，同步信号处理，波形信号放大 SRP声波信号道电路逻辑框图 .测井仪器原理（一）1511.1 11.1 数控测井系统数控测井系统uPC

11、M传输信号接口道传输信号接口道l井下井下3506/8发送测井数据帧，发送测井数据帧，SRP7#板接收数据板接收数据l双极性归零制编码，采用同步道进行帧同步识别双极性归零制编码，采用同步道进行帧同步识别l一帧一帧17道，第道，第17道为模拟道，信道采用道为模拟道，信道采用16b编码编码PCM数据传输逻辑功能示意图 PCM信号波形示意图 CLS系统3506PCM帧格式 .测井仪器原理（一）1611.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u深度系统深度系统l主要组成：深度传动，深度编码，深度信号逻辑处理主要组成：深度传动，深度编码，深度信号逻辑处理（深度校正，深度计数，数据显示），深度接口（深度校正

12、，深度计数，数据显示），深度接口lCLS深度编码率：深度编码率：1280脉冲脉冲/ml分辨测井方向分辨测井方向深度编码传感器示意图 .测井仪器原理（一）1711.1 11.1 数控测井系统数控测井系统深度系统电路逻辑功能框图 .测井仪器原理（一）1811.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u系统系统IO接口（接口（MUXBUS接口控制器）接口控制器）SRP总线接口电路逻辑框图 .测井仪器原理（一）1911.1 11.1 数控测井系统数控测井系统n4、CLS系统其它重要设备系统其它重要设备u完井信号恢复面板完井信号恢复面板3764lCLS的套管井测井专用接口面板的套管井测井专用接口面板376

13、4SRP功能电路板排列图 6#:中子寿命；中子寿命；7#：核测井；：核测井；8#：12位位A/D.测井仪器原理（一）2011.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u绘图仪及控制接口绘图仪及控制接口lCLS系统配有两台光纤系统配有两台光纤CRT绘图仪绘图仪l图素：测井数据曲线、纵横网格线、深度数字和字符图素：测井数据曲线、纵横网格线、深度数字和字符CRT控制电路框图 CRT绘图仪结构示意图 .测井仪器原理（一）2111.1 11.1 数控测井系统数控测井系统u 磁带机及控制器磁带机及控制器l工业九轨数字磁带机，工业九轨数字磁带机，2台台l控制器通过控制器通过MUXBUS与与8/16E计算机接口

14、计算机接口l电路：控制电路、数据读写电路和伺服控制电路电路：控制电路、数据读写电路和伺服控制电路CLS磁带记录子系统框图 数字磁带机功能电路框图 .测井仪器原理（一）2211.1 11.1 数控测井系统数控测井系统CLS系统磁带机控制器电路框图 .测井仪器原理（一）2311.1 11.1 数控测井系统数控测井系统n5、CLS的软件系统的软件系统u系统软件系统软件l磁盘操作系统，汇编和编译程序，监控管理程序、调磁盘操作系统，汇编和编译程序，监控管理程序、调试程序、故障诊断程序试程序、故障诊断程序u用户（应用）软件用户（应用）软件l实时测井程序实时测井程序n裸眼井测井程序（裸眼井测井程序（FSYS

15、）、套管井测井程序（）、套管井测井程序（CSYS）、地）、地层倾角测井程序（层倾角测井程序（DIPSYS）l现场解释程序现场解释程序n深度校正程序（深度校正程序（DSHFF）、影响因素校正程序（）、影响因素校正程序（EDIT）、砂）、砂岩解释程序（岩解释程序（SAND）、复杂岩性解释程序（）、复杂岩性解释程序（CRA）l文件管理程序文件管理程序n曲线剪辑程序（曲线剪辑程序（SPLICE）、刻度数据管理程序（）、刻度数据管理程序（CALMGT）、）、服务表参数修改程序（服务表参数修改程序（CPRES）.测井仪器原理（一）2411.1 11.1 数控测井系统数控测井系统CLS裸眼井现场服务程序执行

16、流程框图 .测井仪器原理（一）2511.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统n1、概述、概述u典型的成像测井系统典型的成像测井系统l斯仑贝谢斯仑贝谢MAXIS500、贝克休斯、贝克休斯ECLIPS2000和中国石油和中国石油EILog，等，等u主要特点主要特点（1）计算机系统性能大幅度提高，由多台主机组成；）计算机系统性能大幅度提高，由多台主机组成；（2）在多任务、图形化的操作系统支持下运行庞大的测井应用软件）在多任务、图形化的操作系统支持下运行庞大的测井应用软件系统；系统；（2）实现以太网互联下控制、数据共享的多机）实现以太网互联下控制、数据共享的多机“并行并行”处理系统；处理系统

17、；（3）多用户多任务下的人机交互和测井数据、曲线、图像和报表的）多用户多任务下的人机交互和测井数据、曲线、图像和报表的实时显示；实时显示；（4）多种类型高存储密度的固定和移动数据存储设备；）多种类型高存储密度的固定和移动数据存储设备；（5）具有高速电缆数据传输通道（）具有高速电缆数据传输通道（200kbps）和灵活可靠的井下）和灵活可靠的井下仪器总线；仪器总线；（6）通过嵌入式前端子系统和网络化连接形成典型的分布式数据采）通过嵌入式前端子系统和网络化连接形成典型的分布式数据采集和处理系统。集和处理系统。.测井仪器原理（一）2611.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统.测井仪器原理（

18、一）2711.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统n2、EILog成像测井地面系统成像测井地面系统u主要组成部分主要组成部分pIPC主机，网络交换机，显示器，主机，网络交换机，显示器，cPCI前端采集箱体，接前端采集箱体，接线控制箱体，下井仪器供电箱体，多级灰度黑白绘图仪，彩线控制箱体，下井仪器供电箱体，多级灰度黑白绘图仪，彩色绘图仪，色绘图仪，UPS电源，模拟电缆和起爆器箱体，等电源，模拟电缆和起爆器箱体，等EILog成套装备实物照片 EILog地面硬件系统结构框图 .测井仪器原理（一）2811.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统u主机主机lIPC，运行，运行WinXP

19、操作系统操作系统l可通过网络连接笔记本电脑辅机可通过网络连接笔记本电脑辅机l网络接口，网络交换机，可移动存储设备网络接口，网络交换机，可移动存储设备u前端机前端机lcPCI总线系统架构总线系统架构lCPU主控插件主控插件l系列测井专用接口插件系列测井专用接口插件u测井接线面板测井接线面板u下井仪器供电面板下井仪器供电面板l主、辅交流，主、辅直流，程控和继电器供电主、辅交流，主、辅直流，程控和继电器供电.测井仪器原理（一）2911.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统n3、测井软件系统、测井软件系统u控制、数据采集、通讯和数据处理软件系统控制、数据采集、通讯和数据处理软件系统（1）系统

20、自检、设备诊断和调校；）系统自检、设备诊断和调校；（2）系列仪器刻度：包括一级刻度，车间刻度和井场）系列仪器刻度：包括一级刻度，车间刻度和井场测前测后刻度；测前测后刻度；（3）测井服务表管理：实现复杂的测井仪器参数设定）测井服务表管理：实现复杂的测井仪器参数设定和处理功能；和处理功能；（4）测井运行：测井数据采集控制，数据通讯，文件）测井运行：测井数据采集控制，数据通讯，文件记录，显示、绘图，等；记录，显示、绘图，等；（5）数据文件回放处理，可实现）数据文件回放处理，可实现“重测井重测井”功能；功能；（6）系统参数设置；）系统参数设置；（7）系统支撑工具。）系统支撑工具。.测井仪器原理（一）3

21、011.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统斯仑贝谢MAXIS500系统软件功能结构图 .测井仪器原理（一）3111.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统贝克休斯ECLIPS2000系统软件功能结构图 .测井仪器原理（一）3211.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统u测井数据处理和储层评价软件系统测井数据处理和储层评价软件系统l典型的有：斯仑贝谢典型的有：斯仑贝谢GeoFram，贝克休斯，贝克休斯Express，中国石油中国石油LEAD，CifLog等等l主要功能：主要功能：（1）数据文件格式转换（文件解编）。）数据文件格式转换（文件解编）。（2）数据文件预处理

22、：深度移动，采样间隔变换，曲）数据文件预处理：深度移动，采样间隔变换，曲线编辑。线编辑。（3）多文件处理：合并，拼接。）多文件处理：合并，拼接。（4）快速直观解释：孔隙度、含油饱和度、岩性等分）快速直观解释：孔隙度、含油饱和度、岩性等分析处理，施工评价（如水泥胶结质量），提供交会图析处理，施工评价（如水泥胶结质量），提供交会图和测井曲线成果图，等。和测井曲线成果图，等。 .测井仪器原理（一）3311.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统uEILog系统的系统的ACME集成化测井软件系统集成化测井软件系统lWindowsXP工作环境工作环境l面向对象设计面向对象设计l层次化功能结构层次

23、化功能结构p测井应用层测井应用层n测井参数的设置，测井作业流程控制；屏幕显示、绘图输出、测井参数的设置，测井作业流程控制；屏幕显示、绘图输出、数据记录；以测井仪器动态库方式实现应用扩展接口。数据记录；以测井仪器动态库方式实现应用扩展接口。p测井内核层测井内核层n采用多线程方式工作，完成测井和刻度作业时原始数据的获采用多线程方式工作，完成测井和刻度作业时原始数据的获取和处理。取和处理。p测井数据交换层测井数据交换层p测井设备驱动层测井设备驱动层n通过设备接口控制测井采集通道的工作并获取设备状态，完通过设备接口控制测井采集通道的工作并获取设备状态，完成与测井数据交换层之间的通讯。成与测井数据交换层

24、之间的通讯。.测井仪器原理（一）3411.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统EILog地面系统软件ACME结构图 .测井仪器原理（一）3511.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统l主要功能主要功能（1）测井工程管理；）测井工程管理；（2）服务表管理；）服务表管理；（3）测井：测井命令的发送、数据的接收，测井数据处理，等；）测井：测井命令的发送、数据的接收，测井数据处理，等；（4）测井仪器刻度；）测井仪器刻度；（5）回放及重测井；）回放及重测井；（6）测后处理：文件浏览，数据文件格式转换，数据编辑，等；）测后处理：文件浏览，数据文件格式转换，数据编辑，等；（7）现场解释：

25、测井数据的快速解释处理、地层评价；）现场解释：测井数据的快速解释处理、地层评价；（8）绘图管理；）绘图管理； （9）数据记录：测井原始数据记录和工程数据记录；）数据记录：测井原始数据记录和工程数据记录；（10）诊断、测试及信号仿真：系统硬件功能的测试和故障检测；）诊断、测试及信号仿真：系统硬件功能的测试和故障检测；（11）辅助功能：图头制作、井身结构图制作和图像打印等；）辅助功能：图头制作、井身结构图制作和图像打印等；（12）采集控制：测井多任务实时数据采集和下井仪器控制；）采集控制：测井多任务实时数据采集和下井仪器控制；（13）帮助：提供系统的在线帮助信息和操作学习功能。）帮助：提供系统的在线帮助信息和操作学习功能。.测井仪器原理（一）3611.2 11.2 成像测井地面系统成像测井地面系统u测井文件系统测井文件系统l运行辅助文件运行辅助文件p系统初始化文件、运行日志文件、系统诊断文件、测井仪器系统初始化文