[發明專利]一種基于電場測量地層真電阻率的測井系統與方法

在審

• 申請號: 202010427196.8
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111927443A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 李劍浩;陳濤;李戈理;白彥
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00;E21B47/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

1.一種基于電場測量地層真電阻率的測井系統，其特征在于：包括井下測量機構以及采集數據分析機構；采集數據分析機構包括地面移動數據采集機構(6)和數據處理模塊(7)；在開挖至測量地層(4)的測井中放置井筒(3)，所述的井下測量機構在井筒(3)當中下降至測量地層(4)，地面移動數據采集機構(6)通過線纜與井下測量機構連接，井口設置電纜吊裝裝置(5)；所述的井下測量機構置由測量線圈(1)以及電場測量主控系統(2)組成；

所述的測量線圈(1)包括設置在玻璃鋼外管中的線圈芯軸，在線圈芯軸上通過線圈骨架繞制由發射線圈與接收線圈組成的測量線圈，測量線圈與玻璃鋼外管之間設置線圈壓力平衡裝置，通過線圈壓力平衡裝置實現高溫高壓環境下線圈與玻璃鋼內外的壓力平衡；

所述的電場測量主控系統(2)由電源模塊、發射驅動單元、多通道前置放大單元、主控單元和數據采集單元組成，所述的發射驅動單元向發射線圈發射5種不同頻率的電流信號，通過8組接收線圈接收電流信號經過測量地層(4)產生的電場信號，再通過多通道前置放大單元對接收到的電場信號進行放大處理，最后經數據采集單元傳輸至主控單元；所述的主控單元經過遙測通信電路將接收到的電場信號實時傳輸至地面移動數據采集機構(6)；

所述的地面移動數據采集機構(6)用于實時監測采集到的測井數據，同時控制刻度和測井位置調整；控制刻度包括完成刻度文件調用以及刻度標定操作，測井時通過加載井下測量機構配置文件、刻度文件以及上測或下測指令，實時顯示電場測井曲線；

所述的數據處理模塊(7)對地面移動數據采集機構(6)的原始電場測井數據進行實時處理得到最終的地層真電阻率測井曲線。

2.根據權利要求1所述基于電場測量地層真電阻率的測井系統，其特征在于：所述的數據處理模塊(7)由預處理視電導率函數模塊、井眼校正模塊以及層厚處理與分辨率統一處理模塊組成，預處理視電導率函數模塊用到原始電場測井數據及刻度系數與視電導率理論函數進行迭代處理實現電場信號到地層電導率信號的轉化；井眼校正模塊用到井眼校正的井徑和泥漿電阻率，包括輔助測量的井徑和泥漿曲線或者是用戶輸入的固定值，用于對視電導率數據進行井眼影響校正；層厚處理與分辨率統一處理模塊用于對井眼校正輸出數據進行層厚校正處理，實現測井系統測量不同范圍的地層電阻率信息，經過井眼環境影響校正和數據處理，得到地層不同徑向的真電阻率，最終完成用戶需求的地層真電阻率測井曲線。

3.根據權利要求1所述基于電場測量地層真電阻率的測井系統，其特征在于：

所述的線圈芯軸(11)采用無磁的金屬材料制成，所述的線圈壓力平衡裝置包括隔著墊套(12)套裝在線圈芯軸(11)上的若干個注油的填充套(13)，線圈芯軸(11)與線纜相連的端面外周套裝有玻璃鋼墊環(17)，注油的填充套(13)與線圈骨架(14)的端面以及與玻璃鋼墊環(17)的端面之間也通過墊套(12)隔開；位于所有填充套(13)中間的相鄰兩填充套(13)之間設置支撐填充套(15)，在支撐填充套上設置有O型圈(16)。

4.根據權利要求1所述基于電場測量地層真電阻率的測井系統，其特征在于：所述的8組接收線圈R1至R8源距分別為0.125m、0.2m、0.3m、0.4m、0.6m、1.0m、1.5m、2.3m，所有線圈布置在一側，組成陣列化的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8接收線圈。

5.根據權利要求1所述基于電場測量地層真電阻率的測井系統，其特征在于：所述的電場測量主控系統(2)基于DSP及FPGA嵌入式架構設計；通過電平轉換電路完成前端多通道調理信號的電平轉換，將雙極性信號調整到適于AD采集的單極性信號；通過可編程增益放大電路實現各通道信號的自動增益調整放大，保證電場測井儀器信號測量動態范圍；FPGA控制多道AD完成信號采集，累加降噪處理，將結果保存在內部設置的雙口RAM中，通過中斷通知DSP讀取數據，完成多通道5種頻率信號的數字相敏檢波DSPD處理，形成40組實部和40組虛部數據；一個CAN通信周期內，DSP通過內置AD完成包括測量線圈內部溫度、工作電壓在內的輔助參數測量，DSP數據成幀后通過內置CAN經遙測通信完成數據上傳。