高分辨率感应测井仪数字电路研究

论文摘要

随着油田勘探、开发的不断深入,大型整装高孔砂岩油气藏已经越来越难以找到,各大油田均处于开发后期,主力油层已全面见水,开发薄储层成为增加储量不可忽视的主要途径。高分辨率感应测井仪采用了完全对称型线圈系和全新的数据滤波合成方法,因此其径向探测深度大,纵向分辨率高,测量视电导率更接近地层真实情况,高分辨率感应测井仪可同时获得纵向分辨率较高且相互匹配的深、中、浅等3条电阻率曲线及自然电位曲线,据此可系统评价地层电阻率空间分布、划分薄储层、评价储层流体类型、划分油气水界面、计算含水饱和度,为薄储层的划分和评价提供了可靠测井资料,对油田急需的薄储层评价意义重大。高分辨率感应测井仪的数字电路部分是整支仪器的核心,产生时序控制信号,控制仪器的工作流程,并对仪器模拟测量部分送来的模拟测量信号进行高精度的模数转换,经遥测电路编码后上传。通过对高分辨率感应测井仪的基本测量原理和工作流程的分析来对其数字电路部分的数据采集控制电路和遥测电路作了详细研究。数据采集控制电路的核心是时序控制和高精度模数转换,时序控制信号由CPU发生,经过锁存器锁存后,再提供到外部控制总线上,用来控制整个模拟电路的工作进程。高精度模数转换电路对仪器模拟电路送来的待测脉冲信号的频率进行计数。高精度模数转换将仪器模拟测量部分送来的信号数字化,为了提高测量精度,专门引入了一个高频的5MHz参考信号,由高精度模数转换电路同时对这两个信号计数,减小了仪器数据数字化过程中的误差,成功的提高了测量精度。遥测电路为半双工的命令—响应式系统,请求数据的命令和数据的响应每50ms一次。遥测总线为1553总线,采用曼彻斯特码传送,总线传输速率为217.6KBPS。仪器遥测总线利用曼彻斯特码传输,可以利用变压器耦合使其挂接到仪器遥测总线上,并使仪器获得很好的隔离,即使某种仪器通信失败也不至于影响其他仪器的正常通信。遥测电路进行命令的接收、解码,再将命令要求的状态或数据编码上传。在对遥测电路的功能模块和工作原理简单分析的基础上,按模块设计电路,分析每个模块电路和整支仪器的信号流程。对仪器的现场测井资料对比及应用效果的分析,表明了该仪器数字电路的设计可靠,性能稳定,主要技术指标均达到设计要求。高分辨率感应测井仪对划分薄储层效果明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.1.1 目的和意义
• 1.1.2 高分辨率感应与常规感应仪器对比
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 仪器的测量原理及测井应用基础
• 1.3.2 仪器的电路构成及信号流程
• 1.3.3 仪器的数据采集控制部分研
• 1.3.4 仪器的遥测电路研究
• 1.4 研究方法、技术路线
• 第二章 仪器的测量原理
• 2.1 感应测井原理
• 2.2 球形数字聚焦测井原理
• 第三章 仪器的电路构成及信号流程
• 3.1 仪器概述
• 3.2 仪器的电路构成
• 3.3 仪器框图
• 3.4 信号流程
• 3.4.1 感应模拟电路框图及信号流程
• 3.4.2 数字聚焦模拟电路框图及信号流程
• 第四章 仪器的电路构成及信号流程
• 4.1 计数板
• 4.1.1 功能
• 4.1.2 信号
• 4.1.3 电路构成
• 4.2 CPU板
• 4.2.1 控制单元
• 4.2.2 锁存单元
• 4.2.3 数据存储单元
• 4.2.4 其他电路
• 第五章 遥测电路
• 5.1 数据编码格式
• 5.1.1 数据格式
• 5.1.2 字格式
• 5.1.3 通讯格式
• 5.1.4 高分辨率感应传输格式
• 5.2 仪器遥测单元电路介绍
• 5.2.1 功能框图
• 5.2.2 功能模块电路
• 5.3 工作原理
• 5.3.1 接收
• 5.3.2 解码收到的命令
• 5.3.3 编码和发送
• 结论
• 参考文献
• 致谢