综合录井仪采集数据及标准

综合录井实时数据采集及数据监控技术探讨摘要：经过多年发展，地质录井在信息化建设方面取得了长足进步，在录井现场建立起以卫星网络为基础的信息传输网络。

在此基础上，开发实时数据采集及数据监控系统，通过采集综合录井仪各项参数，实现数据的实时发布，达到对现场工况的监控效果，对于进一步提升地质录井在油田勘探开发中的作用具有重要意义。

关键词：综合录井；数据实时采集；数据监控1 前言地质录井在油田勘探开发过程中发挥重要作用。

地质录井通过综合录井仪能够采集多种参数，实现对钻井液、钻井工程、烃类气体等实时分析，达到对钻井工程及气测显示的实时监测。

随着信息技术的发展，录井现场信息化建设程度越来越高，在录井现场配置有卫星网络，能够实现录井现场野外与基地的实时数据传输，在录井现场建立起数据实时采集及传输系统，将综合录井参数实时传送会基地，实现各项参数实时发布，达到对录井现场工程状况的监控效果，能够进一步提升地质录井信息化水平。

2 硬件情况根据录井现场实时情况，搭建系统硬件运行环境，建立井场无线网络环境，将无线WiFi覆盖到整个钻录井现场，便于井场各部门都能方便使用井场数据管理与应用系统进行实时数据监控、随钻分析行系统功能。

在基地，主要是依托现有的网络设施，完成数据存储、发布。

录井现场硬件组成如下图1所示，在综合录井仪器房，有综合录井仪路由器，通过路由器将数据采集电脑终端与综合录井仪器相连，通过专门的采集软件，就能够实时采集综合录井仪器各项参数，对数据进行分类存储，进行实时发布，从而实现综合录井数据的采集及监控功能。

图1 综合录井现场数据采集硬件组成3 综合录井仪实时数据采集功能研究实时数据采集模块由系统初始化设置、数据采集传输、辅助功能、Wits发送四部分组成，系统初始化设置为现场提供井号设置、综合录井仪型号选取、地质数据自动采集设置、地化数据自动采集设置、新技术数据自动采集设置、井场数据自动存储设置；数据采集传输包括从综合录井仪开始采集数据和向基地发送数据功能；辅助功能包括数据计算设置、A7系统数据接口、在线通讯、设置钻井作业状态、文件传输功能；Wits发送提供Wits0数据通讯功能。

综合录井仪的基本知识一、综合录井仪的基本知识1、录井仪的发展过程综合录井是在气测录井和地质录井的基础上包含钻井工程录井逐渐发展起来的。

国外最早1939年录井用于商业服务，国内50到60年代。

我国油气勘探初期当时气测录井使用原苏联半自动气测仪,后来我国自行制造仿苏QC_571型半自动气测仪?都是人工点测量,进一步发展为自动气测仪采用记录仪记录总烃和组份两道曲线可以连续测量。

但是上述气测仪的检测器均采用铂丝灵敏臂和固定臂组成的测量电桥以1.1V和0.65V供桥路电压分别测量出总烃和重烃读数值，再换算其百分比含量。

70年代开始纷纷研制色谱气测仪。

72年气测录井使用SQC_701型自动色谱气测仪。

气测录井仪技术性能有很大飞跃，气测录井气体分析由间隔点测量变为自动连续测量。

烃类检测器由高灵敏度氢火焰离子检测器代替铂丝灵敏臂，测量精度由千分之几提高到几十PPM，烃类气体可分析C1、C2、C3、iC4、nC4多种组分。

综合录井仪地矿系统最初引进了美国泥浆公司的MD_1000综合录井仪，备有各种工程参数的传感器，各信息传递均为气体传送，并应用气动式指针仪表显示和记录。

气体分析检测器采用黑白元件。

同时期石油部系统引进法国地球物理服务公司的TDC 综合录井仪，华东石油学院引进贝罗特公司CAD综合录井仪。

TDC综合录井仪首先将计算机用于综合录井仪，采用VIGLANCE系统，烃类气体分析检测器为黑白元件。

该综合录井仪包括气测录井、地质录井、钻井实时监测、泥浆录井、地层压力录井、钻井优化、工程数据和资料整理等一整套综合录井程序。

1986年中国石油天然气总公司(CNPC)引进国外40多套、四种型号的综合录井仪，这次大量引进对我国综合录井技术和综合录井仪的制造都有很大促进和提高。

国外录井技术方面：1.烃类气体分析周期愈来愈短：4分、2分、1分、最短可达30秒；2.软件发展走向:：统一化、平台化、标准化、智能化；3.新技术应用：定量、恒效率脱气，连续分析；4.钻具振动随钻检测；5.定量荧光；6.多井对比；7.井涌监测；8.综合录井计算机新技术；9.地层综合评价技术；10. MWD技术、LWD(随钻录井技术)；11. 热成相技术；仪器制造：国外综合录井仪制造商竞争相当激烈。

Q/SHXB0007-2011Q/SHXB 中国石化西北油田分公司企业标准Q/SHXB0007-2011代替Q/SHXB0007-2009综合录井仪操作及资料解释规程发布实施中国石化西北油田分公司发布目次前言 (1)1 总则 (1)2 适用范围 (1)3 规范性引用文件 (1)4 综合录井现场施工要求 (1)5 综合录井仪操作规程 (2)6 综合录井资料解释 (19)7 记录要求 (30)附录A (31)附录B (33)附录C (34)附录D (35)附录E (36)附录F (48)附录G (62)附录H (65)附录I (66)前言为规范中国石油化工股份有限公司西北油田分公司工区内综合录井作业，规范性引用最新文件版本，对综合录井仪设备安装、调试、校验、标定、拆卸、维护保养和综合录井资料解释规程进行修订，本标准与Q/SHXB0007-2009相比，主要变化如下：——修改《综合录井仪标定、校验规程》为《综合录井仪操作及资料解释规程》——增加7个规范性引用文件（本版第3章）。

——删除2个规范性引用文件（Q/SHXB0007-2009 第3章）。

——增加1条调试校验标定要求（本版第4章）。

——增加综合录井仪操作规程（本版第5章）。

——增加防爆系统检查（本版6.1.5.3）。

——增加工程参数传感器安装（本版第6章）。

——修改色谱标定、调试要求为色谱分析仪校验、标定（本版第5章）。

——增加色谱标定条件（本版7.1-7.4）。

——修改全烃、组分和非烃标定浓度（本版7.7-7.10）。

——修改色谱重复性校验要求（本版7.21.2）。

——修改检查脱气器脱气效率和气路管线密封性要求（本版7.21.3-7.21.4.）。

——修改技术指标（本版7.23）。

——修改传感器物理量（本版6.2）。

——修改传感器标定点数和精度要求（本版6.2.1-6.2.11）。

——删除靶式出口流量传感器标定要求（Q/SHXB0007-2009 6.2.4）。

综合录井仪录井资料解释规范综合录井仪录井资料解释规范1 主题内容与适用范围本标准规定了综合录井仪录井资料（以下简称资料）的解释内容与要求、录井资料的异常反应、取值要求、油气水层、异常地层压力和钻井工程施工异常事件的解释原则和依据。

本标准适用于综合录井仪小队在现场进行录井资料的解释工作。

2 资料解释内容和要求2.1 解释内容2.1.1 建立地层岩性剖面。

2.1.2 油、气、水层的解释。

2.1.3 异常地层压力的解释、预报。

2.1.4 钻井工程施工中的异常事件的解释、预报。

2.2 解释要求2.2.1 在无特定要求时，现场只对录井参数的异常井段进行解释；对无异常井段、不作解释。

2.2.2 根据任一测量或检测参数的异常变化和录取的岩心岩屑资料，荧光显示资料以及钻井液表面观察情况，结合计算机处理的各种报告、进行全面的综合分析判断，及时做出解释结论。

2.2.3 及时将解释、处理、判断的结论或报告、通报现场地质监督和钻井施工的有关方面。

3 录井资料的异常反应在无特定要求和规定情况下，录取的任意一项资料或参数符合下列情况则为异常：3.1 钻进突然增大或减小，或呈趋势性减小或增大；3.2 在正常钻进时，钻压大幅度波动或突然增大98.066 5KN以上，或钻压突然减小并伴有深度跳进；3.3 除去改变钻压的影响后，大钩载荷突然增大或减小98.066 5KN以上；3.4 转盘扭矩呈趋势性增大10%以上，或大幅度波动；3.5 转盘转速无规则大幅度波动，或突然增大或减小2Mpa以上；3.6 立管压力逐步减小0.5Mpa，或突然增大或减小2Mpa以上；3.7 钻井液总体积相对变化量超过2m3；3.8 钻井液出口密度突然减小0.04kg/cm3以上，或呈趋势减小或增大；3.9 钻井液出口温度突然增大或减小，或出口温度差逐渐增大；3.10 钻井液出口电阻率或电导率突然增大或减小；3.11 钻井液出口排量明显大于或小于入口排量；3.12 气体全量高于背景值2倍以上；3.13 二氧化碳含量明显增大；3.14 硫化氢含量超过5×10-6mol/mol(5ppm)；3.15 实时钻进中的钻头成本呈增大趋势；3.16 泥（页）岩井段dc指数或Sigma值相对于正常趋势线呈趋势减小。

综合录井技术综合录井技术从狭义上讲是随钻技术，是跟踪技术；广义上讲是信息采集处理技术。

它集常规地质录井、气测录井和工程录井为一体，是地面录井技术的最高阶段。

综合录井仪使用了22个传感器5个分析仪，能实时测量井深、钻井液出口与入口电导率、钻井液出口与入口温度、钻井液出口与入口密度、大钩负荷、立管压力、转盘扭矩、套管压力、钻井液出口流量、地层H2S含量、转盘转速，能实时分析地层全烃含量、C1-C5各组份含量以及CO2含量，能分析碳酸盐含量、页岩密度，并生成钻压、钻时、地层压力、地面含气指数、地层含气指数等数据。

计算机将实时采集数据按深度数据与时间数据进行存储，并能按需要进行回放、实时处理，同时实时进行参数的文本与图形打印；其智能软件“工程预报专家诊断系统对钻进施工中出现的异常能自动分析、自动判断，并报警；“钻井工程服务软件系统”对各个钻井参数进行数学模式计算，随时提供最佳钻进参数组合。

综合录井仪还能向钻台、工程监督、地质监督等人员提供实时监视屏幕，并向他们提供电话服务。

综合录井在勘探开发作业中的作用主要是两个方面：第一，以发现和落实油气显示为主的气测、地质资料收集、整理、油气显示评价，服务于油气地质勘探开发；通过气体检测和泥浆参数变化监测，及时发现和解释评价油气层。

第二，以钻井施工安全监测为主的工程参数的采集、整理、预报。

通过对大钩负荷、钻压、扭矩、泵压、池体积、“D”指数、H2S含量等的实时监测，分析判断钻井施工过程中地面、井下工作状态，科学指导钻井及时提出工程事故隐患的预报预告，减少事故的发生，提高钻井速度，缩短钻井周期，降低钻井成本。

上述两方面的宗旨是统一的：科学钻井，发现、落实、评价、保护油气层，最大限度地提高勘探开发效率。

①、综合录井技术可以及时、准确地发现油气显示，并在现场对异常层进行解释和初步评价。

②、综合录井技术可以及时、准确地监测、预报钻井工程异常现象，实时监测地层压力，防止工程事故发生，缩短建井周期，尤其是在保护油气层方面可以发挥很大作用。

录井仪常用标定方法及最佳使用方式正确对录井仪的探头测量参数进行标定，是综合录井基础工作的重要组成部分，是为科学决策提供齐全、准确资料的强有力保证。

大多数录井仪，提供了当前值法、最大值法和两（多）点法共3种标定方法。

一．标定原理及优缺点录井仪使用的绝大多数探头为输出4—20mA电流信号，进A/D转换为0—5V的电压信号。

如果探头输出的最小电流信号小于4mA，将可能导致录井仪无法采集录取参数的最小值，这时应调节探头的零位，使之输出的最小电流信号大于4mA；如无调零电位器，应在探头串接电阻（大小用欧姆定律计算），保证输出的最小电流信号大于4mA。

1.1 当前值法该方法是以当前工作电压和当前参数值为一点，电压为0V和参数值为0时为另一点，在二维坐标上建立线性方程。

为叙述方便，假设探头的测量范围为0—10。

在图1中，曲线a为探头的理想化工作曲线；曲线b1或曲线b2为探头的实际工作曲线；曲线c为探头使用当前值法建立的工作曲线。

从图中可以看出，随着测量电压漂移标定电压距离的增大，测量参数的误差随着增大。

1.2 最大值法该方法是以满量程工作电压5V和满量程参数值为一点，电压为0V和参数值为0时为另一点，在二维坐标上建立线性方程，标定工作曲线实际上就是探头的理想化工作曲线。

在图2中可以看出，当探头的实际工作曲线b1或曲线b2跟探头的理想化工作曲线a（标定工作曲线c）相关性较差时，测量值跟实际值的误差基本上无规律可言。

1.3 两（多）点法该方法是以第一点的工作电压和第一点的参数值为一点，第二点的工作电压和第二点的参数值为一点，在二维坐标上建立线性方程。

在图3中可以看出，探头的实际工作曲线b跟探头的标定工作曲线c完全吻合，随着测量电压的变化，测量值跟实际值完全相符。

二. 最佳使用方式从3种标定方法的原理上分析，两（多）点法是最精确的标定方法。

但部分探头随着工作环境的变化、累计工作时间的延长或施工环境的复杂，造成工作性能下降或无法重新进行两（多）点法标定，需要使用其他标定方法进行补充。

综合录井仪现场标定、检验规定1 范围本规定规范了综合录井仪设备现场标定、检验的基本技术与工艺要求。

本规定适用于在川渝地区对石油天然气探井、评价井、开发井进行录井技术服务的神开系列综合录井仪、DLS综合录井仪、ＳＷ系列录井仪、ＣＰＳ系列、SDL-9000型综合录井仪，在其它探区作业的录井队可参照执行。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

SY/T 6679.1 2009综合录井仪校准方法第一部分传感器部分SY/T 6679.２ 2009综合录井仪校准方法第二部分录井气相色谱仪SY/T ５１９０-２００７综合录井仪技术条件Q/ＣＮＰＣ１１３－２００５综合录井仪技术规范３综合录井仪技术要求３.1 气体分析单元（包括全烃、烃组分、二氧化碳测量单元）３.1.1 术语和定义下列术语和定义适用于本办法３.１部分a）全烃：色谱仪所检测到的烃类气体的总和。

b)最小检知浓度：在色谱仪上所产生的信号是噪声的两倍的气体浓度。

c）峰宽：从色谱峰两侧的拐点做切线与基线相交之间的距离。

d)分离度：反应色谱柱将两相邻组分分开的能力，它等于相邻两组分色谱峰保留时间之差的两倍与两组分色谱峰宽之和的比值。

Ｒ＝２(T2-T1)/W1+W2式中：Ｒ－分离度T1——第一个色谱峰的保留时间，单位为秒（s）；T2－第二个色谱峰的保留时间，单位为秒（s）；W1－第一个色谱的峰宽，单位为秒（s）；W2－第二个色谱的峰宽，单位为秒（s）；3.1.2 气体分析单元技术要求3.1.2.1 外观a)色谱仪应标明仪器名称、型号、制造厂名、出厂编号、出厂日期。

b)色谱仪各调节旋钮、按键、开关、指示灯工作正常。

c)色谱仪各气体压力、气体流量、柱箱温度、检测器温度显示正常。

综合录井仪技术条件综合录井仪技术条件1 主题内容与适用范围本标准规定了综合录井仪（以下简称仪器）的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、储存要求。

本标准适用于应用在石油钻井过程中对工程、钻井液、地质、气体等各种数据采集、测量、记录、处理及储存的综合录井仪的设计、制造和验收。

2 引用标准GB 2423.5 电工电子产品基本环境试验规程试验Ea：冲击试验方法GB 2423.10 电工电子产品基本环境试验规程试验Fc：振动（正弦）试验方法GB 3836 爆炸型环境用防爆隔爆型电气设备GB 191 包装储运图示标志GB 6388 运输包装收发货标志3 仪器组成3.1 仪器由传感器、测量面板、记录设备及计算机系统组成。

3.2 组成基本单元：天然气总量检测器、天然气组分分析器、热真空蒸馏脱气器、硫化氢检测报警器、二氧化碳检测器、转盘转速测定器、泵冲次测定器、立管套管压力测定器、转盘扭矩测定器、大钩悬重力位移参数测定器、钻井液池体积测定器、钻井液密度测定器、钻井液电导率测定器、钻井液温度测定器、钻井液流量计、钻井液延时补偿器、记录仪表、模似信号发生器、碳酸盐含量测定器、页岩密度计、荧光分析器和计算机系统等。

3.3 仪器可由上述全部单元组成综合录井仪，也可根据不同用途的检测要求，选用上述某些单元组成钻井工程参数、地质参数等各种型式的录井仪。

其所采用单元都应达到本标准技术要求。

4 技术要求4.1 单元技术要求4.1.1 天然气总量检测器a、最小检测浓度：以标准甲烷气样为检查气样，不大于200×10-6体积比浓度（本标准中浓度均为体积比浓度）；b、测量范围：200×10-6～1；c、电噪声：不大于1mV；d、漂移：1h内不大于满量程的2%；e、精度：满量程3%（含量0～40%）；f、重复性误差：满量程3%；g、若采用对氢气有响应的鉴定器，仪器应有吸氢装置，吸氢能力不小于20%；h、管路气密性好，无漏气现象；I、脱气器采用电动脱气器或气动脱气器。