一种2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法与流程

本发明涉及石油测井技术领域中一种测井仪器稳峰方法，尤其是一种2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法。

背景技术：

随着油田勘探开发任务的加重和油田的二次开发，许多油田公司都要求使用岩性密度测量方法，不仅测量地层物质的密度值，还同时测量地层的光电吸收Pe值，以便更好的分析地层岩性。目前，测井公司使用密度井下仪器主要是从阿特拉斯公司引进的2228岩性密度测井仪，该仪器根据岩性密度的测量原理和地质基础，利用3514遥测传输系统，将长源距探测器计数的256道能谱和短源距探测器的计数传输到地面数控系统中，同时，井下仪器的工作也受到来自地面计算机系统发出的命令控制。2228岩性密度测井仪在测井过程中长源距采用地面软件控制井下仪器铯源稳峰装置，短源距采用热敏电阻控制高压达到调节光电倍增管输出幅度，随着仪器使用年限的增加，其技术性能逐渐下降，同时，在测井应用中发现短源距受井下温度影响较大，致使测井资料重复性超标。主要表现在以下方面：

1、短源距温度补偿分析

岩性密度测井仪进行温度补偿主要是针对短源距而言，采用热敏电阻温度补偿对短源距技术现状进行调整，按照调试规程要求温度补偿试验是在150℃条件下进行调试，整机温度试验最高温度175℃，恒温半小时。当仪器内部温度在150℃左右，短源距(SS)计数率变化符合要求(与标准刻度曲线相交)；随着加温时间增加，当温度＞150℃时(温度超出技术标准要求最大上限值)其补偿曲线出现欠补偿(低于标准刻度图版曲线范围)，当温度在40℃-140℃时会出现过补偿(超出标准刻度曲线范围)。

2、采用热敏电阻法的仪器加温性能分析

岩性密度测井仪在车间进行加温试验，对于采用热敏电阻法的仪器，其短源距计数率有如下变化：

(1)在25℃--175℃升温过程中，实测短源距计数率有较大幅度的变化(计数率在1350CPS—1167CPS间变化)；

(2)在80℃-140℃区间内，实测短源距计数率在(1381CPS—1362)CPS间变化较标准值(1350±50)CPS大得多，此时仪器处于过补偿状态；

(3)当温度﹥160℃时，实测短源距计数率在(1337CPS—1167)CPS间变化又较标准值要求的(1350±50)CPS小得多，仪器处于欠补偿状态。

通过在温度80℃-160℃情况下进行短源距计数分析，发现上述两种状态下都会对仪器的测量产生负面影响，增大了仪器测量误差。

3、采用热敏电阻法的仪器刻度试验分析

对采用热敏电阻法的岩性密度测井仪进行刻度试验，其短源距对应计数率和密度值在不同温度下的数值变化：

(1)对于采用热敏电阻法的仪器在升温过程中(25℃-175℃)计数率会有较大幅度变化，实测计数率是在(4490.4--3881.7)CPS间变化，计数率为下降趋势(不稳定)。

(2)在80℃-140℃区间内，仪器处于过补偿状态，计算出的密度值(2.7021--2.5685)g/cm³超出灰岩标准值(2.702±0.025)g/cm³测量误差。

(3)当温度﹥160℃时，仪器处于欠补偿状态，计算的密度值(2.6932--2.5685)g/cm³低于灰岩标准值测量误差下限。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法，在传统的测井工艺基础上，通过在短源距探测器中添加豁免稳峰监测源，向短源距探测器增加0.25微居里的豁免铯源，将豁免源顶住短源距探测器，用于监测短源距探测器稳峰工作的稳定性和可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法，在短源距探测器中添加稳峰的豁免监测源，确保在测井过程中短源距探测器输出幅度大小通过地面软件系统来控制其铯源稳峰的方法，达到短源距探测器输出稳定的脉冲信号，稳峰的豁免监测源为0.25微居里的豁免监测铯源，豁免监测铯源紧贴在紧邻晶体的护套总成的侧面的中心处，短源距豁免监测源与短源距探测器的晶体、光电倍增管、护套总成一起构成有源结构。

装有豁免监测铯源的短源距探测器与短源距探测器电路、短源距信号放大和处理电路、短源距脉冲幅度分析(PHA)电路、谱分析电路、控制电路、高压电路相互连接，并一起构成短源距脉冲信号稳峰电路和通过地面监测达到短源距的自动稳峰，短源距探测器稳峰方法过程包括以下步骤：

(1)首先检查短源距探测器是晶体、光电倍增管、护套总成是否紧固；

(2)观察豁免监测铯源是否紧贴在紧邻晶体的护套总成的侧面的中心处，保证豁免监测铯源为晶体提供具有一定能量的伽马射线；

(3)晶体接收到伽马射线并转换为光子后，再通过光电倍增管进行逐级电压升级后，输出所需的负尖脉冲信号；

(4)经过信号放大器对短源距探测器的晶体和光电倍增管输出的负尖脉冲进行缓冲放大和脉冲整形；

(5)将整形后的脉冲信号提供给脉冲幅度分析板PHA，通过对信号幅度进行分类，然后把一定时间内的各个能量的计数传到控制板，即对短源距探测器缓冲的模拟信号转换成与脉冲幅度成正比的数字量；

(6)将该数字量信号送谱分析器进行存储，再进行曼切斯特码编码后送到通讯I/O处理，送到地面；

(7)控制板进行控制数据输入信号，这样地面系统通过微控制器就可知道驱动信号、加到光电倍增管上的高压、高压消耗的电流、加到高压电源的电压，从而使短源距高压电源得到调节，形成脉冲信号峰测量，地面系统显示此时随机增益，使豁免监测铯源137Cs对应于稳峰能量在225±5道上。

(8)检查短源距豁免铯源稳峰对应能量是在225±5道上。

(9)带豁免源的短源距探测器稳峰过程结束。

所述步骤(7)中，如果短源距探测器豁免铯源稳峰能量不在225±5道上，根据地面命令控制接口板同时调节增益大小，保证短源距探测器稳峰在225±5能量道上。

本发明的有益效果是：2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法是通过改变短源距探测器无铯源结构，并向短源距探测器增加0.25微居里的豁免监测铯源，确保短源距探测器输出稳定的脉冲信号，通过地面调节达到自动稳峰，改变原仪器以前短源距采用热敏电阻控制高压而调节光电倍增管输出幅度的方法，达到解决因短源距受井下温度影响致使测井资料重复性超标的问题，能有效提高仪器测井成功率和测井质量。

附图说明

图1两种方法短源距计数率与标准计数率的对比图。

图2两种方法的灰岩密度值与标准密度值的对比图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明的2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法的工作原理与现有技术是相同的，可以参考现有技术，所以不再叙述，本发明与现有技术的不同点是改变短源距探测器无稳峰源。

本发明的2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法，在短源距探测器中添加稳峰的豁免监测源，确保在测井过程中短源距探测器输出幅度大小通过地面软件系统来控制其铯源稳峰的方法，达到短源距探测器输出稳定的脉冲信号，稳峰的豁免监测源为0.25微居里的豁免监测铯源，豁免监测铯源紧贴在紧邻晶体的护套总成的侧面的中心处，短源距豁免监测源与短源距探测器的晶体、光电倍增管、护套总成一起构成有源结构。

装有豁免监测铯源的短源距探测器与短源距探测器电路、短源距信号放大和处理电路、短源距脉冲幅度分析(PHA)电路、谱分析电路、控制电路、高压电路相互连接，并一起构成短源距脉冲信号稳峰电路和通过地面监测达到短源距的自动稳峰，短源距探测器稳峰方法过程包括以下步骤：

(1)首先检查短源距探测器是晶体、光电倍增管、护套总成是否紧固；

(2)观察豁免监测铯源是否紧贴在紧邻晶体的护套总成的侧面的中心处，保证豁免监测铯源为晶体提供具有一定能量的伽马射线；

(3)晶体接收到伽马射线并转换为光子后，再通过光电倍增管进行逐级电压升级后，输出所需的负尖脉冲信号；

(4)经过信号放大器对短源距探测器的晶体和光电倍增管输出的负尖脉冲进行缓冲放大和脉冲整形；

(5)将整形后的脉冲信号提供给脉冲幅度分析板PHA，通过对信号幅度进行分类，然后把一定时间内的各个能量的计数传到控制板，即对短源距探测器缓冲的模拟信号转换成与脉冲幅度成正比的数字量；

(6)将该数字量信号送谱分析器进行存储，再进行曼切斯特码编码后送到通讯I/O处理，送到地面；

(7)控制板进行控制数据输入信号，这样地面系统通过微控制器就可知道驱动信号、加到光电倍增管上的高压、高压消耗的电流、加到高压电源的电压，从而使短源距高压电源得到调节，形成脉冲信号峰测量，地面系统显示此时随机增益，使豁免监测铯源137Cs对应于稳峰能量在225±5道上。

(8)检查短源距豁免铯源稳峰对应能量是在225±5道上。

(9)带豁免源的短源距探测器稳峰过程结束。

所述步骤(7)中，如果短源距探测器豁免铯源稳峰能量不在225±5道上，根据地面命令控制接口板同时调节增益大小，保证短源距探测器稳峰在225±5能量道上。

本发明方法，优点在于通过向短源距探测器增加0.25微居里的豁免铯源，将豁免源顶住短源距探测器，用于监测短源距探测器稳峰工作的稳定性和可靠性。当对短源距探测器添加豁免监测铯源时释放的伽马射线，探测器能够准确接收，并经过短源距电路进行放大处理和自动稳峰，确保具有豁免监测铯源的短源距技术过程可靠有效，对短源距探测器添加豁免监测铯源能够解决探测器受温度影响其电脉幅度会随温度变化而变化致使测井资料重复性超标的问题，保证测井过程中短源距脉冲幅度变化相对稳定，大大提高仪器测井成功率和测井质量。

2016年4月，2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法在大港标准刻度井进行验证，主要对短源距在模拟灰岩进行刻度性能检测，分别采用热敏电阻法和本2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法对短源距计数率进行采集。

1、模拟在不同工作温度的条件下两种方法的差异性

针对传统的2228岩性密度测井仪技术工艺特点，对短源距在模拟灰岩进行刻度试验，在模拟灰岩刻度实验数据对比中(灰岩标准值为2.702g/cm3)，模拟在不同工作温度的条件下，分别采用热敏电阻法和自动稳谱法对短源距计数率进行采集，其试验结果见表1、图1、图2。

表1两种方法的短源距计数率

2、模拟在不同工作温度的条件下两种方法的对比结果

通过刻度试验，发现采用两种方法的短源距计数率在默认工作温度(150℃)条件下，热敏电阻法与自动稳谱法均能满足工作要求。但是，对于采用热敏电阻法的仪器在升温过程中(25-175)℃计数率会有较大幅度的变化，实测计数率在(4490.4--3881.7)CPS间变化，计数率为下降趋势(不稳定)；在80℃-140℃区间内，仪器处于过补偿状态，计算出的密度值(2.7021--2.5685)g/cm³超出灰岩标准值(2.702±0.025)g/cm³测量误差；当温度﹥160℃时，仪器处于欠补偿状态，计算的密度值(2.6932--2.5685)g/cm³低于灰岩标准值测量误差下限。而采用短源距自动稳谱方法的仪器，在升温过程中(25-175)℃计数率没有较大幅度的变化，实测计数率在(4450.1--4512.2)CPS间变化，计算的密度值(2.7023--2.7026)g/cm³均在测量误差范围内(2.702±0.025)g/cm³。

同时，通过对比差异性结果可以看出，采用热敏电阻法短源距计数率会随着温度升高而变化，而采用探测器稳峰的方法短源距计数率会随着温度升高而变化，但通过地面自动稳峰调整，其计数率变化稳定。并通过两种方法的对比曲线也可以看出，采用热敏电阻法的曲线在80℃-100℃时，短道计数率和灰岩密度值的数值起伏变化大，而采用短源距稳峰方法的检测曲线在0℃-175℃间变化较平稳。

按照上述短源距探测器加源工艺步骤，通过刻度对比试验结果，严格操作探测器加温过程，确保了2228岩性密度测井仪短源距探测器稳峰的方法对短源距计数率的采集，取得了良好的自动稳谱效果。克服传统2228岩性密度测井仪短源距无铯源无稳峰测井工艺的不足，确保短源距探测器输出稳定的脉冲信号，解决仪器受井下温度影响致使测井资料重复性超标的问题。能有效提高仪器测井成功率和测井质量。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其它的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。