[發明專利]一種電磁波電阻率數據處理方法

有效

• 申請號: 201711208337.1
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109838229B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 楊震;肖紅兵;李翠
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21B49/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

1.一種電磁波電阻率數據處理方法，該方法基于隨鉆電磁波電阻率測量儀器，且該隨鉆電磁波電阻率測量儀器的測量單元僅為一個發射天線和一個接收天線組成，也不在發射天線上進行耦合，其特征在于：

模擬計算一定天線距和工作頻率時不同地層電導率環境下的接收天線電動勢，并與電阻率無窮大條件下的接收天線電動勢值相比得到幅度比與電阻率轉換關系；

利用至少一個確定電阻率環境下的幅度比進行轉換關系校正；

全溫度條件下進行接收天線的電動勢刻度，將儀器接收天線測量得到的電動勢的值與全溫度下的空氣中的電動勢值作幅度比，然后通過轉換得到地層電阻率值；

還包括全溫度空氣刻度和實測數據的轉換：

步驟一，模擬計算一定線圈距和工作頻率時全溫度空氣刻度，即溫度在20℃～150℃范圍，利用隨鉆電磁波電阻率測量儀器測量空氣條件下接收天線的電動勢，在空氣刻度過程中溫度變化每兩度記錄一個電動勢數據；

步驟二，利用多項式擬合溫度與空氣刻度電動勢的關系，得到擬合多項式系數，擬合得到的多項式系數存儲于基于隨鉆電磁波電阻率測量儀器刻度文件中，通過該擬合的多項式得到全溫度范圍內任意溫度條件下的空氣刻度電動勢；

步驟三，模擬不同電阻率條件下接收天線電動勢，與無窮大電阻率條件下電動勢相比，得到電阻率與幅度比轉換關系曲線，所述電阻率為0.1Ω·m～1000Ω·m，

電阻率無窮大條件下電動勢理論值為：

其中：i為復數單位，ω＝2πf，f為儀器工作頻率，μ為空氣介質磁導率，s_R為接收天線磁通面積，N_R為接收天線匝數，M為接收天線磁矩，L為天線距，

其中：σ為地層電導率，e為自然常數，

將式(6)計算得到的不同電阻率情況下的接收天線電動勢與式(5)計算得到的電阻率無窮大時的電動勢值相比得到采用一個接收天線時的電阻率與幅度比轉換關系曲線；

步驟四，選擇隨鉆電磁波電阻率測量儀器發射頻率100kHz～4MHz，發射電磁波；

步驟五，測量和記錄接收天線電動勢信號幅度及溫度；

步驟六，接收天線電動勢信號與該溫度條件下空氣刻度電動勢比較，得到幅度比；

步驟七，對得到的幅度比與步驟三得到的電阻率與幅度比轉換關系曲線插值，得到地層電阻率。

2.根據權利要求1所述的電磁波電阻率數據處理方法，其特征在于，步驟三中的電阻率與幅度比轉換關系曲線的電阻率與幅度比的轉換公式為：

其中：A_amp為計算得到的幅度比；abs為取絕對值，表示求取電動勢幅度,V_R1、V_R1air分別為接收天線的測量電動勢和接收天線在溫度20℃～150℃空氣刻度條件下的電動勢，即在全溫度范圍內對接收天線空氣環境下電動勢進行測量并擬合溫度與空氣刻度電動勢的關系，采用多項式擬合，擬合公式如式(4)所示：

V(T)＝a₄T^(-2)+a₃T^(-1)+a₂T⁽¹⁾+a₁T⁽²⁾+a₀T⁽⁰⁾ (4)

其中：T為測量點溫度，V為該測量點溫度下的計算得出的接收天線的空氣刻度電動勢，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄為通過最小二乘法擬合得到的多項式系數。

3.根據權利要求1或2所述的電磁波電阻率數據處理方法，其特征在于：發射天線與接收天線的線圈距范圍為8in～40in。

4.根據權利要求1或2所述的電磁波電阻率數據處理方法，其特征在于：在模擬計算過程中將發射天線和接收天線近似為磁偶極子，并計算其在無限大均勻地層條件下接收天線電動勢。

5.根據權利要求4所述的電磁波電阻率數據處理方法，其特征在于：將地層電阻率大于1000Ω·m認為無限大地層電阻率，并將不同電阻率條件下的電動勢模擬值與無限大地層電阻率響應值相比，形成地層電阻率與幅度比響應的對應關系。