高分辨率幅相感应测井关键理论研究及接收电路改进设计

论文摘要

作为地质勘探的重要手段,石油测井在油藏勘探、油藏评价和生产中,起着越来越重要的作用。通过研究地层的非均匀性和各向异性,测井分析家希望测井仪能提供丰富的地层信息,以精确评价地下的油气储藏情况。近年来,在复杂地层中的测井理论、方法和技术的发展进入了一个全新的阶段。各类测井系统成了计算机技术、遥控遥测技术、高速数据传输和应用软件密切结合的产物。本论文所涉及的高分辨率电磁波幅相感应测井仪是建立在波动理论和阵列感应测井仪器基础上的一种新型感应测井仪。课题来源于中国高技术研究发展计划(863)项目(编号:2006AA06Z222)。通过测量电磁场传播的两个相对值——幅度比和相位差来获得地层电导率和介电常数信息。采用多种发射频率相结合的工作方式,高分辨率电磁波幅相感应测井仪既保持了阵列相位感应测井仪很强的纵向分层能力,又保证了仪器的径向探测深度。本文主要进行了高分辨率幅相感应测井技术理论方法的研究和信号接收电路的改进设计。由于测井数据处理就是通过一定的方式对测井资料进行整理和解释,并将解释结果以图、数据或表格的形式表示出来。而测井资料的综合解释和应用是测井技术的根本点和出发点。因此,高分辨率幅相感应测井理论把测井仪器近似等效为响应函数,测量信号就是地层真实电参数信号通过响应函数后的映射。本文从响应函数理论出发,讨论分析了对其产生影响的几何因子理论,发射信号的频率范围,求解电磁逆散射的反演算法模型,以及对于测井响应现场数据处理方法。并且通过相应的公式推导和数据仿真,证明了本文所涉及理论方法的可行性。由于本项目涉及到应用研究,在不同的信号频率下,测井响应受地层影响程度不同,且对不同的地层电参数敏感程度不同,因此高分辨率幅相感应测井仪选择了多种发射频率混合使用的设计方案,对接收电路进行了改进设计。接收电路主要包括了接收线圈电路、通道电路以及信号处理电路三部分。通过对对接收线圈接收到信号进行放大、混频、滤波及相应的算法等处理,最终得到相应的相位差和幅度比。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 测井技术简介
• 1.2 测井技术国内外发展现状
• 1.3 本论文研究内容
• 第二章 幅相感应测井仪工作原理
• 2.1 感应测井基本原理
• 2.2 高分辨率幅相感应测井基本原理
• 第三章 幅相感应测井理论基本参数分析
• 3.1 幅相感应测井的几何因子
• 3.2 仪器的径向探测特性分析
• 3.2.1 地层电阻率与侵入带电阻率比值对径向探测深度的影响
• 3.2.2 仪器信号频率对径向探测深度的影响
• 3.2.3 线圈系的源距L 对仪器径向探测深度的影响
• 3.3 频率范围对仪器响应函数的影响
• 第四章 高分辨率幅相感应测井仪的数据处理
• 4.1 测井响应现场数据处理
• 4.1.1 井眼校正方法
• 4.1.2 围岩校正——反褶积滤波
• 4.2 高分辨率幅相感应测井的后期数据处理
• 4.2.1 反演方程的建立
• 4.2.2 初始值的确定
• 第五章 高分辨率幅相感应测井仪接收电路设计
• 5.1 接收线圈模块设计
• 5.1.1 线圈天线参数分析
• 5.1.2 接收线圈谐振电路设计
• 5.2 信号接收通道方案设计
• 5.2.1 接收通道工作时序
• 5.2.2 接收通道的功能结构
• 5.3 信号处理算法设计
• 5.3.1 相关算法定义
• 5.3.2 数字相关法在高分辨率幅相感应测井仪中的应用
• 5.3.3 数字相关法误差分析
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果