[發明專利]感應測井儀器發射信號合成裝置及其方法、感應測井方法

有效

• 申請號: 201310433776.8
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN104453868B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 梁小兵;肖加奇;徐曉偉;王林;吳志剛
• 申請（專利權）人: 中國石油集團長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李浩;劉春元

本發明涉及感應測井儀器的發射信號合成裝置及其方法、以及感應測井方法，采用峰均比技術，根據發射線圈的參數和性能特點，使發射信號的各個頻率分量按照一定關系進行計算合成，使發射機前端的高功率放大器更多地工作在線性區域，提高發射電路的效率，防止高峰均比導致的功放性能的下降、信號頻譜擴散和畸變。

技術領域

本發明涉及一種感應測井儀器的發射信號的多頻合成技術，具體地，涉及感應測井儀器的發射信號合成裝置及發射信號合成方法、感應測井方法。

背景技術

測井是利用井下儀器采用不同方法對井下地層進行各種參數測量。目前，所采用的井下測量方法主要有電阻率、聲波和放射性等。各種測量方法都可以獲得井下地層中的響應的各種物理特性，而這些特性與地層中油、氣、水含量存在某種對應關系。因此，測井在石油、天然氣等行業的勘探、開發中非常有用。

自20世紀20年代發明電測井以來，一般地說，采用兩種電測井方法：一種是通過井下儀器的發射電極直接向井眼周圍的地層發射直流電，在地層中形成電場，通過研究地層中電場的變化，求得地層電阻率。而針對井內沒有導電介質，如用油基鉆井液、空氣鉆井等，則不能使用直流電法測井；根據電磁感應原理又提出了感應測井方法以測量地層的電導率。從物理學原理知道，電導率與相應的電阻率成倒數關系。感應測井是利用交流電的互感原理，利用發射線圈中的交流電流在接收線圈中感應出電動勢，由于發射線圈和接收線圈都在井內，發射線圈的交流電流必然在井筒周圍地層中感應出渦流，而該渦流又對接收線圈的感應電動勢產生影響，因此該電動勢與渦流的強度有關，即與地層的電導率有關。

感應測井儀器采用一系列不同線圈距的線圈系對同一地層進行測量，然后通過硬件或軟件聚焦處理獲得不同徑向探測深度的地層電導率，從而有效地識別油氣層。如附圖8所示，陣列感應測井儀器首先通過發射線圈向地層發送電磁場（附圖8最上部分為發射線圈），該電磁場在地層單元環中產生感生電流，激發二次場（附圖8中間部分為地層單元環），然后由各組接收線圈接收，二次場在接收線圈中產生二次場感生電動勢，接收到的信號經井下儀器處理后，通過遙傳系統將信息傳送至地面儀器（附圖8最下部分為接收線圈）。接收線圈所接收到的二次磁場所產生的感應信號與地層電導率有關，稱為有用信號，用V_R表示。假設地層介質為均勻無限介質，根據理論計算，有用信號V_R以下式表示：

??????……（1）

n_T，S_T分別為發射線圈天線的匝數和面積；

I為發射線圈的電流強度；

n_R，S_R分別為接收圈天線的匝數和面積；

L為發射線圈到接收線圈之間的距離，簡稱線圈距；

μ為介質的磁導率，在沉積巖的情況下μ=4π×10^-7H/m；

ω為電流的角頻率，ω=2πf，f為電流的頻率；

σ為地層的電導率。

為了達到提高感應測井儀器測量的分辨率和增加儀器探測深度而采用信號合成技術，信號合成技術是現代電子系統的重要組成部分，在通訊、雷達、電子對抗、導航、廣播電視、遙測遙控、儀器儀表等領域中廣泛使用。近些年來，在石油測井領域也逐步推廣使用。其中，直接數字頻率合成（DDS）技術是20世紀80年代末，隨著數字集成電路和微電子技術的發展出現的一種頻率合成技術，它從相位量化的概念出發進行頻率合成，與傳統的頻率合成技術相比，直接數字頻率合成技術具有頻率分辨率高、相位噪聲小、穩定性高、易于調整及控制靈活等優點，但直接數字頻率合成技術存在合成的頻率較低、頻譜不純的缺點。