[發明專利]基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法

有效

• 申請號: 202010142399.2
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111396035B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 徐林;邵春
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 易濱

本發明提供基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法，包括以下步驟：利用電磁隨鉆測量系統的孔底測量發射模塊隨鉆測量孔底的工程參數，并發送至地面；孔底測量發射模塊監測所述孔底工程參數發射過程中的輸出電流和電壓幅值，輸出電流和電壓幅值與所述孔底工程參數構成發射信號；孔口信號接收處理模塊采集所述發射信號，并進行提取得到隨鉆電勢差信號幅值，通過對電勢差信號解碼獲得輸出電流和電壓幅值；根據所述隨鉆電勢差信號幅值，識別煤層與圍巖界面；根據輸出電流和電壓幅值計算地層電阻率。本發明的有益效果是：采用電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率，相比伽馬和電阻率儀，節省了成本并提高了煤層鉆遇率和工作效率。

技術領域

本發明涉及石油及地礦定向鉆探領域，尤其涉及基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法。

背景技術

在煤礦開采前，通常需要采用地面或井下鉆孔將煤層中賦存的煤層氣抽采出來，一方面可以提供清潔能源，另一方面可以預防井下瓦斯爆炸。為了最大限度地提高煤層氣抽采效率，降低生產風險，電磁隨鉆測量技術在煤礦領域得到了廣泛的應用，特別是在松軟煤層空氣鉆探中發揮著不可替代的作用。

隨鉆識別煤層與圍巖界面及電阻率是保證鉆頭在煤層中長距離延伸、提高抽采效率的關鍵。目前，煤礦定向鉆探領域通常采用伽馬和電阻率儀識別煤層與圍巖界面及電阻率，但這些儀器安裝在距離鉆頭數米甚至數十米位置，測量位置相對于鉆頭位置存在延遲，容易導致鉆頭鉆入圍巖，影響鉆探效率；另外，伽馬和電阻率儀成本較高，增加了生產成本。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法。

本發明提供基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法，包括以下步驟：

S101：利用電磁隨鉆測量系統的孔底測量發射模塊隨鉆測量孔底的工程參數，并發送至地面；

S102：所述孔底測量發射模塊監測所述孔底工程參數發射過程中的輸出電流幅值和輸出電壓幅值，并將所述輸出電流幅值和輸出電壓幅值以正弦波的形式發送至地面；

S103：利用電磁隨鉆測量系統的孔口信號接收處理模塊對所述正弦波進行濾波，得到電勢差信號幅值，并對電勢差信號解碼獲得輸出電流幅值和輸出電壓幅值；

S104：根據所述隨鉆電勢差信號幅值，識別煤層與圍巖界面；根據所述輸出電流幅值和所述輸出電壓幅值，計算煤層與圍巖電阻率。

進一步地，步驟S101具體為：

步驟S101中，利用電磁隨鉆測量系統的孔底測量發射模塊隨鉆測量孔底的工程參數，并發送至地面；具體為：

S201：利用電磁隨鉆測量系統的孔底測量發射模塊隨鉆測量孔底工程參數；

S202：所述孔底測量發射模塊將測量得到的所述孔底工程參數進行編碼調制和D/A轉換處理，并以正弦波形式將處理后的孔底工程參數發射至地面。

進一步地，步驟S102中，所述孔底測量發射模塊監測所述孔底工程參數發射過程中的輸出電流幅值和輸出電壓幅值，并將所述輸出電流幅值和輸出電壓幅值以正弦波的形式發送至地面；具體為：

所述孔底測量發射模塊監測所述孔底工程參數發射過程中的輸出電流幅值，將所述輸出電流幅值和輸出電壓幅值進行編碼調制和D/A轉換處理，并將處理后的輸出電流幅值和輸出電壓幅值以正弦波形式發射至地面。

進一步地，步驟S103中，利用電磁隨鉆測量系統的孔口信號接收處理模塊對所述正弦波進行濾波，得到電勢差信號幅值，并對電勢差信號解碼獲得輸出電流幅值和輸出電壓幅值；具體為：