[發明專利]水平井隨鉆探層測距雷達單頻調制脈沖信號源

有效

• 申請號: 201510829026.1
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105353357B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 滕鑫淼;盛利民;竇修榮;艾維平;禹德洲;王磊;石榮;呂海川
• 申請（專利權）人: 中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 陸軍

本申請公開了一種水平井隨鉆探層測距雷達單頻調制脈沖信號源，所述水平井隨鉆探層測距雷達單頻調制脈沖信號源包括連續波信號源、脈沖信號源，其中，所述連續波信號源用于產生連續波信號，作為待調制信號，其中，所述脈沖信號源用于產生脈沖信號，作為用于對所述待調制信號進行調制的載波信號。本發明既可以保證探層測距雷達具有較高的探測分辨率，又可以保證發射信號經窄帶平板縫隙天線能高效、高保真地發射到地層中，從而有效地提高探層測距雷達的探測深度。

技術領域

本發明涉及鉆井信號處理領域，具體涉及一種用于水平井隨鉆探層測距雷達的單頻調制脈沖信號源，主要適用于隨鉆過程中油層、煤層、及其它儲層的層厚探測。

背景技術

隨著石油及天然氣工業的不斷發展和勘探開發難度的不斷增大，石油和天然氣工業已逐漸轉向油氣層薄、物性差、非均質性強的非常規油氣藏，定向井、水平井等特殊工藝井的應用也逐年增多。在這些特殊工藝井的施工過程中，需要及時掌握鉆頭所鉆穿的巖層特性，快速準確找到儲集層，再通過隨鉆測量技術，隨鉆探測儲集層邊界，指導施工人員控制鉆頭始終穿行在儲集層中，以便最大限度地提高儲集層的鉆遇率，以及油氣的采收率。

為保證鉆頭始終在儲集層中鉆進，就需隨鉆測量儲集層的上下邊界面，保證鉆頭處于儲集層中的最佳位置。但是，在實際鉆進中，由于現有檢測工具的局限性，經常出現鉆頭鉆穿儲集層，或者不能保持在儲集層中的最佳位置，影響了儲集層的鉆遇率和油氣等資源的采收率。

水平井隨鉆探層測距雷達則能很好地解決上述問題。本發明是水平井探層測距雷達的核心技術之一，探層測距雷達單頻調制脈沖信號源可以發射出脈寬在納秒級的單頻調制脈沖電磁波信號，電磁波信號在儲集層中傳輸，并在儲集層與蓋層的分界面處產生反射回波，接收機接收到該回波，通過對回波進行采樣、信號處理，根據信號的時域和頻域信息，從而定量地測算出鉆具所在儲集層的上下邊界面。

地層探測可以歸類為一種測距問題，測距的兩個核心指標是探測深度和分辨率。水平井隨鉆探層測距雷達屬于探地雷達的一種，目前，國內外探地雷達的電磁波信號源為高壓窄脈沖信號源，發射的電磁波信號，在時域上表現為窄脈寬，通常為幾納秒，甚至為幾百皮秒，可以使探測分辨率達到厘米級，甚至毫米級。然而，高壓窄脈沖信號在頻域上表現為超寬帶信號，為了能將此信號能最大限度的發射出去，則要求發射天線為超寬帶天線。然而，由于水平井隨鉆探層測距雷達應用環境為油氣井，油氣井眼徑向尺寸小，地面探地雷達常用的超寬帶蝶形天線由于尺寸較大，無法適用；測井用的孔中雷達常用的超寬帶天線由于定向性較差，同樣無法適用。

考慮到尺寸和定向性問題，水平井隨鉆探層測距雷達采用了寬度尺寸較小、定向性較好的窄帶平板縫隙天線。

當使用窄帶平板縫隙天線作為收發天線時，若仍使用探地雷達常用的高壓窄脈沖信號源，會有兩方面缺陷：一是發射出的超寬帶窄脈沖信號的大部分能量將無法經由天線輻射到地層內，造成能量損失；二是發射出的超寬帶窄脈沖信號將產生“振鈴”現象，造成嚴重失真。

發明內容

為了解決上述問題，保證信號源發射的電磁波信號能量能高效、高保真地發射到地層中，并滿足探測過程中探測深度和分辨率的要求，本發明提出了一種用于水平井隨鉆探層測距雷達的單頻調制脈沖信號源。

本發明提出的一種用于水平井隨鉆探層測距雷達的單頻調制脈沖信號源，主要適用于隨鉆過程中油層、煤層、及其它儲層的層厚探測。在水平井的隨鉆過程中，單頻調制脈沖信號源可以發射出脈寬在納秒級的單頻調制脈沖信號，此技術是水平井隨鉆探層測距雷達的核心技術之一。

根據本發明的實施例，提供了一種水平井隨鉆探層測距雷達單頻調制脈沖信號源，所述水平井隨鉆探層測距雷達單頻調制脈沖信號源包括連續波信號源、脈沖信號源，其中，所述連續波信號源用于產生連續波信號，作為待調制信號，其中，所述脈沖信號源用于產生脈沖信號，作為用于對所述待調制信號進行調制的載波信號。