[發(fā)明專利]用于隨鉆電磁波電阻率測(cè)量的信號(hào)處理方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610118358.3
• 申請(qǐng)日: 2016-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN107152276B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸黃生;倪衛(wèi)寧;李新;張衛(wèi);李永杰;鄭奕挺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B47/13
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 張文娟;張杰

本發(fā)明公開了一種用于隨鉆電磁波電阻率測(cè)量的信號(hào)處理方法與系統(tǒng)，方法包括：將預(yù)設(shè)頻率的發(fā)射信號(hào)發(fā)射到待測(cè)地層；獲取經(jīng)待測(cè)地層反射回來的第一電磁波信號(hào)和第二電磁波信號(hào)；對(duì)兩電磁波信號(hào)進(jìn)行放大，得到第一放大信號(hào)和第二放大信號(hào)；利用數(shù)字開關(guān)模塊來分離兩放大信號(hào)中的高、低頻分量，數(shù)字開關(guān)模塊由數(shù)字開關(guān)控制信號(hào)控制；過濾掉兩放大信號(hào)中的高頻分量；計(jì)算兩放大信號(hào)的低頻分量的相位差和幅度比；根據(jù)相位差和幅度比，得到待測(cè)地層的電阻率。本發(fā)明采用的數(shù)字開關(guān)控制模塊與濾波模塊所需的計(jì)算量小，使得系統(tǒng)的功耗低，電路簡(jiǎn)單，可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣開發(fā)與勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于隨鉆電磁波電阻率測(cè)量的信號(hào)處理方法，還涉及一種用于隨鉆電磁波電阻率測(cè)量的信號(hào)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地層電阻率是反映地層特性的主要參數(shù)，隨鉆地層電阻率的測(cè)量是隨鉆測(cè)井的關(guān)鍵組成部分。通過隨鉆測(cè)量地層的電阻率判斷地層特性變化，再結(jié)合其它地層資料，經(jīng)過綜合分析，可以及時(shí)地判斷鉆頭是否鉆出儲(chǔ)層，從而及時(shí)調(diào)整井眼軌跡，確保井眼最大程度穿行于儲(chǔ)層中有利于油氣開采的最佳位置。目前使用的隨鉆電阻率測(cè)量工具以隨鉆電磁波電阻率測(cè)量應(yīng)用最為廣泛。由于電磁波在穿越地層時(shí)產(chǎn)生幅度衰減和相位偏移，并且產(chǎn)生幅度衰減和相位偏移由地層的電阻率和介電常數(shù)的特性所決定，電磁波在穿越不同的地層介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的幅度衰減和相位偏移不同。不同的頻率的電磁波對(duì)地層介質(zhì)的響應(yīng)特征也不同，當(dāng)10MHz以上頻率的電磁波，其產(chǎn)生的幅度衰減和相位偏移主要與地層的介電常數(shù)相關(guān)；而10MHz以下的電磁波，其產(chǎn)生的電磁波幅度衰減和相位偏移主要與地層的電阻率相關(guān)。地層電阻率對(duì)于地質(zhì)導(dǎo)向和地層評(píng)價(jià)是重要地質(zhì)參數(shù)。用于隨鉆測(cè)量電阻率的方法也很多，隨鉆電磁波測(cè)量方式可以應(yīng)用在油基鉆井液，這是隨鉆側(cè)向電阻率測(cè)量方式所不能實(shí)現(xiàn)的。

現(xiàn)有的隨鉆電磁波電阻率測(cè)量方法的不足在于：現(xiàn)有的隨鉆電磁波電阻率測(cè)量信號(hào)發(fā)射和接收電路為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)線圈及其匹配電路能夠在兩個(gè)不同的頻率(2000KHz和400KHz)下實(shí)現(xiàn)諧振，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，功耗較大。由于2000KHz和400KHz的信號(hào)直接采集需要復(fù)雜的電路系統(tǒng)。為了便于采樣，現(xiàn)有技術(shù)都是使用混頻器來實(shí)現(xiàn)高頻向低頻的轉(zhuǎn)換，將2000KHz或400KHz轉(zhuǎn)換為幾KHz的低頻信號(hào)。但是混頻器的功耗較大，而且需要較高的供電電壓，與前后的模擬放大和濾波電路不兼容。在實(shí)際操作過程中，通常使用高溫FPGA來實(shí)現(xiàn)數(shù)字混頻。因?yàn)楦邷谾PGA屬于非常復(fù)雜的芯片，其功耗非常大、芯片引腳非常多，對(duì)電路板設(shè)計(jì)要求極高。這些都會(huì)增加電路系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低電路系統(tǒng)的可靠性。

因此，期望提供一種簡(jiǎn)單有效的隨鉆電磁波電阻率儀器的信號(hào)處理方法及系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有的隨鉆電磁波電阻率測(cè)量方法涉及數(shù)字混頻，計(jì)算復(fù)雜，需要功耗大、芯片引腳多的高級(jí)處理器來實(shí)現(xiàn)，從而在增加了電路的復(fù)雜程度的同時(shí)，降低了電路的可靠性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單有效的隨鉆電磁波電阻率儀器的信號(hào)處理方法及系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于隨鉆電磁波電阻率測(cè)量的信號(hào)處理方法，其包括：

將預(yù)設(shè)頻率的發(fā)射信號(hào)發(fā)射到待測(cè)地層；

獲取經(jīng)待測(cè)地層反射回來的第一電磁波信號(hào)和第二電磁波信號(hào)；

對(duì)所述第一電磁波信號(hào)和所述第二電磁波信號(hào)進(jìn)行放大，得到第一放大信號(hào)和第二放大信號(hào)；

利用數(shù)字開關(guān)模塊來分離所述第一放大信號(hào)和所述第二放大信號(hào)中的高、低頻分量，得到對(duì)應(yīng)所述第一放大信號(hào)的第一高頻分量和第一低頻分量，以及對(duì)應(yīng)所述第二放大信號(hào)的第二高頻分量和第二低頻分量，所述數(shù)字開關(guān)模塊由數(shù)字開關(guān)控制信號(hào)控制；

過濾掉所述第一高頻分量和所述第二高頻分量，以提取出所述第一低頻分量和所述第二低頻分量；

計(jì)算所述第一低頻分量和所述第二低頻分量的相位差和幅度比；