[發(fā)明專利]泥漿脈沖信號(hào)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910211534.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN109854234B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄢志丹;徐文憶;耿艷峰;艾春偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B47/18
• 分類號(hào): E21B47/18;E21B47/20
• 代理公司: 青島清泰聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37256
• 代理人: 劉雁君

本發(fā)明提出一種泥漿脈沖信號(hào)檢測(cè)方法，包括如下步驟：計(jì)算脈沖信號(hào)在泥漿中的傳播速度c，根據(jù)第一脈沖信號(hào)的頻率f₁將兩個(gè)壓力傳感器間隔設(shè)于泥漿泵的管道路徑上，以使兩個(gè)壓力傳感器的間距在內(nèi)，其中，n＝0,1,2,...；并使用時(shí)域延遲差分法對(duì)兩個(gè)壓力傳感器的采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，得到高質(zhì)量的泥漿脈沖信號(hào)，滿足泥漿脈沖信號(hào)檢測(cè)要求，有很高的隨鉆作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣隨鉆測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種泥漿脈沖信號(hào)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，泥漿脈沖傳輸技術(shù)以其良好的可靠性、較低的開發(fā)成本、大范圍的應(yīng)用井深等整體優(yōu)勢(shì)，是使用最為廣泛的隨鉆數(shù)據(jù)傳輸方式。特別的，具有較高傳輸速率的連續(xù)波泥漿脈沖因其明顯提高進(jìn)尺效率，顯著降低綜合成本，極大提升隨鉆測(cè)量、測(cè)井作業(yè)的井下數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理能力和地質(zhì)導(dǎo)向、地層評(píng)價(jià)能力，逐漸成為油氣鉆井中的首要選擇，存在巨大研究?jī)r(jià)值和廣闊市場(chǎng)前景。

從連續(xù)波泥漿脈沖的地面檢測(cè)來(lái)看，待檢測(cè)信號(hào)是一個(gè)被鉆井泵噪聲、反射噪聲和一系列隨機(jī)噪聲(井底機(jī)械振動(dòng)、鉆柱失穩(wěn)、泥漿摩擦等引起)所嚴(yán)重干擾的且強(qiáng)度隨傳輸距離衰減明顯的低信噪比微弱信號(hào)，因此如何從幅值較大，帶寬寬廣的復(fù)雜噪聲背景中檢測(cè)出有用信號(hào)成為了泥漿脈沖傳輸技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題，而這一點(diǎn)對(duì)于具有高速特性的連續(xù)波泥漿脈沖傳輸顯得尤為重要。從目前的研究進(jìn)展來(lái)看，傳統(tǒng)的單壓力傳感器信號(hào)采集方式難以滿足復(fù)雜噪聲干擾的連續(xù)波泥漿脈沖的檢測(cè)要求，基于雙壓力傳感器(以下簡(jiǎn)稱：雙傳感器)的信號(hào)檢測(cè)方法已成為連續(xù)波泥漿脈沖檢測(cè)的前沿發(fā)展方向。

為了高質(zhì)量檢測(cè)出連續(xù)波脈沖信號(hào)，必須合理的確定雙傳感器的安裝間距。文章“消除泵壓干擾的井下泥漿壓力信號(hào)延遲壓力檢測(cè)方法(Delay pressure detectionmethod to eliminate pump pressure interference on the downhole mud pressuresignals)”提到雙傳感器間距與壓力信號(hào)衰減特性有關(guān)，當(dāng)連續(xù)波泥漿連續(xù)壓力波的信號(hào)頻率小于40Hz，雙傳感器之間的距離小于18m時(shí)，壓力衰減系數(shù)將大于0.988，而當(dāng)兩個(gè)傳感器彼此靠近時(shí)，衰減系數(shù)將接近1，然而，該文忽略了由雙傳感器間距變化引起的重建信號(hào)質(zhì)量差異，也未給出雙傳感器間距優(yōu)選方法；同樣的，文章“可靠的高速泥漿脈沖遙測(cè)(Reliable high-speed mud pulse telemetry)”和文章“用于連續(xù)波泥漿脈沖遙測(cè)的自適應(yīng)雙傳感器噪聲消除方法(Adaptive dual-sensor noise cancellation method forcontinuous wave mud pulse telemetry)”均指出雙傳感器安裝間距對(duì)連續(xù)波泥漿脈沖信號(hào)的最終檢測(cè)質(zhì)量有顯著影響，不恰當(dāng)?shù)亻g距很可能會(huì)使噪聲信號(hào)過(guò)度失真或者無(wú)法檢出，但最佳的雙傳感器間距依然未得到理論上的推導(dǎo)。

此外，美國(guó)發(fā)明專利US8,009,511B2“基于雙傳感器的壓力波形耦合(Pressurewaves decoupling with two transducers)”，公開了一種基于雙傳感器的泥漿脈沖信號(hào)檢測(cè)方式，并通過(guò)一定的算法將雙傳感器輸入信號(hào)處理成有效的連續(xù)波信號(hào)和其他噪聲，如泵噪聲；但對(duì)傳感器間距優(yōu)選并未涉及；美國(guó)發(fā)明專利US 2015/0226058 A1“采用信號(hào)接收陣列處理技術(shù)的泥漿脈沖遙測(cè)系統(tǒng)和方法(Mud pulse telemetry systems andmethods using receive array processing)”，披露了一種基于非接觸式雙傳感器的泥漿脈沖信號(hào)檢測(cè)方式，也未給出雙傳感器間距優(yōu)選方法；公布號(hào)為CN 108533256 A的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公布了一種井下和地面多傳感器陣列采集系統(tǒng)，其中包括設(shè)置在立管上和泥漿泵附近、空氣包附近的多個(gè)壓力傳感器，通過(guò)對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行融合可以更全面地分析泥漿脈沖壓力信號(hào)，但也未討論傳感器間的優(yōu)選間距。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)上述的技術(shù)問(wèn)題，提出一種利用雙傳感器進(jìn)行有效的信號(hào)檢測(cè)的泥漿脈沖信號(hào)檢測(cè)方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：