一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统及其方法，包括地面采集单元和井下测量单元以及电缆三部分；所述地面采集单元中的地面供电模块将直流或交流电提供给井下测量单元中井下电路电源和地面同步处理模块、地面高精度AD转换电路及地面显示保存模块，所述井下电路电源将电流提供给井下瞬变电磁激发电源供电(大电流)，也给井下电子线路供电(小电流)；所述井下瞬变电磁激发主电源将电流提供给功率模块,该系统及方法通过在套管井内连续测量瞬变电磁场响应得到套管外地层的电阻率，获得剩余油评价所需要的地层电阻率曲线，不受接触影响，施工容易，工作效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油工程测井施工中套管井地层电阻率测量和剩余油评价的专用仪器，特别是涉及一种瞬变电磁模拟信号进行测井的系统及其方法。
技术介绍
在石油开发的过程中，为了评价地层的剩余油饱和度，需要通过套管对地层电阻率进行有效测量。即在套管内测量套管外地层的电阻率。由于套管的高电导率和磁导率的影响，不论用直流还是用交流方法，仪器实现起来非常困难。目前的过套管地层电阻率测量方法是直流法，电极扎到套管上供电，只能够定点测量，受接触影响大，对井眼要求高，施工难度大，测井成功率低。为了满足剩余油评价的要求，需要在套管井内连续地测量套管外地层的电阻率。
技术实现思路
为了解决现有技术问题，本专利技术提供一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统及其方法，该系统及方法通过在套管井内连续测量瞬变电磁场响应得到套管外地层的电阻率，获得剩余油评价所需要的地层电阻率曲线，不受接触影响，施工容易，工作效率高。针对现有技术中存在的问题，本专利技术采用如下技术方案：一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统，包括地面采集单元和井下测量单元以及电缆三部分；所述地面采集单元中的地面供电模块将直流或交流电提供给井下测量单元中井下电路电源和地面同步处理模块、地面高精度AD转换电路及地面显示保存模块，所述井下电路电源将电流提供给井下瞬变电磁激发电源供电(大电流)，也给井下电子线路供电(小电流)；所述井下瞬变电磁激发主电源将电流提供给功率模块；所述井下测量单元同时启动控制模块，所述控制模块将控制信号分别发送给驱动模块和选通电路，所述驱动模块将驱动信号发送给所述功率模块，所述功率模块按照驱动信号的要求控制发射模块中的电流通、断激发瞬变电磁场；所述选通电路接收控制信号后选择井下接收模块响应信号，即所述选通电路将多路信号选通其中之一以后发送给滤波放大模块，所述滤波放大模块将滤波信号发送功率放大模块，所述功率放大模块将放大信号通过电缆发送给地面同步处理模块；所述地面同步处理模块将多个源距的原始响应波形放大处理并发送给地面高精度AD转换电路进行模数转换，所述地面高精度AD转换电路将转换数字信号发送给地面显示保存模块；所述地面显示保存模块将数字信号与空气状态下所测量的的响应信号进行联合处理获得涡流电磁感应电动势的响应波形后进行显示、保存。所述接收模块由多个接收线圈组成。本专利技术还可以采用如下技术方案：一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的方法，包括如下步骤：第一，地面采集单元通过地面供电模块将直流或交流信号提供给井下测量单元中井下电路电源，同时，地面供电模块还将直流或交流信号提供给地面同步处理模块、地面高精度AD及地面显示保存模块，所述井下电路电源将电流提供给井下瞬变电磁激发主电源；所述井下瞬间电磁激发主电源将瞬变电磁激发电流提供给功率模块；第二，所述井下测量单元启动控制模块，所述控制模块将控制信号分别发送给驱动模块和选通电路，所述驱动模块将驱动信号提供给所述功率模块，所述功率模块根据驱动信号控制发射模块中的电流的通断，按照控制模块提供的信号激发瞬变电磁场；第三，所述选通电路接收控制信号后选择井下接收模块的响应，同时，所述选通电路将多路信号的其中一路选通以后信号发送给滤波放大模块，所述滤波放大模块将滤波信号发送功率放大模块，所述功率放大模块将放大信号通过电缆发送给地面同步处理模块；；第四，所述地面同步处理模块将经过选通以后的多个源距的原始响应波形信号发送给地面高精度AD转换电路，所述地面高精度AD转换电路将转换数据信号发送给地面显示保存模块；第五，所述地面显示保存模块将数字信号与空气状态下所测量的的响应信号进行联合处理获得涡流电磁感应电动势的响应波形后进行显示、保存；第六，选取所述涡流响应波形的峰值或者响应频谱的峰值作为地层电导率测量值，实现地层电阻率的连续测量并为后期处理提供丰富的地层电阻率原始信息。所述步骤四中地面同步处理模块处理波形编码识别信号，提供波形的识别并提供地面高精度AD转换电路提供同步信号，保证信号的同步采集。所述步骤六中的响应波形是用空气或者已知地层电导率的响应与所测量的波形联合处理以去掉直接耦合场和套管、水泥环的二次场，仅仅剩下地层的涡流电磁感应电动势，用该电动势的峰值作为地层电导率的指示，或者用其频谱的峰值(任意一个峰值或者峰的面积)作为地层电阻率的指示曲线，定性指示所测量地层的电阻率，实现连续测量。本专利技术有益效果：1、本专利技术利用瞬变电磁激发方法，利用电磁感应原理，在套管井内激发瞬变电磁场，是一种非接触测量方法，实现了连续测量，不受接触影响，保证了测量准确性。2、本专利技术中激发的频谱是连续的，主要频率成分是低频(小于5Hz)，这些频率的电磁感应幅度小，受套管的屏蔽影响小，大部分电磁能量能够穿过套管进入地层，在地层中激发出涡流，涡流再次感应的电动势与地层的电导率成正比，进而可以实现连续测量地层的电阻率。3、在本专利技术中所获得的原始测井波形包含地层电阻率信息，供后期处理使用，直接将空气的响应作为标准响应，与所测量的原始波形联合处理以后获得涡流的感应电动势响应，该电动势峰值的幅度与地层电导率相关，经过刻度可以变成地层的电阻率现场指示曲线，定性或者定量分析剩余油的分布情况。附图说明图1是本专利技术一种利用瞬变电磁模拟信号进行地层电阻率测井的系统结构示意图。图2是本专利技术一种利用瞬变电磁模拟信号进行地层电阻率测井的波形频谱图。图3是本专利技术一种利用瞬变电磁模拟信号进行地层电阻率测井的四种原始波形图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术作进一步详细地说明：图1所示，本专利技术提供一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统，包括地面采集单元1和井下测量单元2和电缆3；所述地面采集单元1中的地面供电模块101将直流或交流信号提供给井下测量单元2中井下电路电源201，同时，所述地面供电模块101将直流或交流信号提供给地面同步处理模块102、地面高精度AD转换电路103及地面显示保存模块104。所述井下电路电源201将大电流提供给井下瞬间电磁激发主电源202；所述井下瞬间电磁激发主电源202将大电流提供给功率模块203，所述井下采集单元2启动控制模块204，所述控制模块204将控制信号分别发送给驱动模块205和选通电路208，所述驱动模块205按照控制信号驱动功率模块203，所述功率模块203控制发射模块206中线圈的电流通和断，激发出强的瞬变电磁场。所述选通电路208接收控制信号后选择井下接收模块207所接收到的多个响应信号，同时，所述选通电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统，其特征在于,包括地面采集单元和井下测量单元以及电缆；所述地面采集单元中的地面供电模块将直流或交流信号提供给井下测量单元中井下电路电源和地面同步处理模块、地面高精度AD转换电路及地面显示保存模块，所述井下电路电源将电流提供给井下瞬变电磁激发主电源；所述井下瞬变电磁激发主电源将电流提供给功率模块；所述井下测量单元在接收电流的同时启动控制模块，所述控制模块将控制信号分别发送给驱动模块和选通电路，所述驱动模块将驱动信号发送给所述功率模块，所述功率模块按照驱动信号的要求控制发射模块中的电流通、断激发瞬变电磁场；所述选通电路接收控制信号后选择井下接收模块响应信号，即所述选通电路将多路信号选通其中之一以后发送给滤波放大模块，所述滤波放大模块将滤波信号发送功率放大模块，所述功率放大模块将放大信号通过电缆发送给地面同步处理模块；所述地面同步处理模块将多个源距的原始响应波形放大信号发送给地面高精度AD转换电路进行模数转换，所述地面高精度AD转换电路将转换数字信号发送给地面显示保存模块；所述地面显示保存模块将数字信号与空气状态下所测量的的响应信号进行联合处理获得涡流电磁感应电动势的响应波形后进行显示、保存。...

【技术特征摘要】
1.一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统，其特征在于,包括地面采集单元和井下测量
单元以及电缆；所述地面采集单元中的地面供电模块将直流或交流信号提供给井下测量单元
中井下电路电源和地面同步处理模块、地面高精度AD转换电路及地面显示保存模块，所述井
下电路电源将电流提供给井下瞬变电磁激发主电源；所述井下瞬变电磁激发主电源将电流提
供给功率模块；
所述井下测量单元在接收电流的同时启动控制模块，所述控制模块将控制信号分别发送给驱
动模块和选通电路，所述驱动模块将驱动信号发送给所述功率模块，所述功率模块按照驱动
信号的要求控制发射模块中的电流通、断激发瞬变电磁场；
所述选通电路接收控制信号后选择井下接收模块响应信号，即所述选通电路将多路信号选通
其中之一以后发送给滤波放大模块，所述滤波放大模块将滤波信号发送功率放大模块，所述
功率放大模块将放大信号通过电缆发送给地面同步处理模块；
所述地面同步处理模块将多个源距的原始响应波形放大信号发送给地面高精度AD转换电路
进行模数转换，所述地面高精度AD转换电路将转换数字信号发送给地面显示保存模块；
所述地面显示保存模块将数字信号与空气状态下所测量的的响应信号进行联合处理获得涡流
电磁感应电动势的响应波形后进行显示、保存。
2.根据权利要求1所述一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的系统，其特征在于，所述接收
模块由多个接收线圈组成。
3.如权利要求1所述一种利用瞬变电磁模拟信号进行测井的方法，其特征在于，包括如下步
骤：
第一，地面采集单元通过地面供电模块将直流或交流信号提供给井下测量单元中井下电路电
源，同时，地面供电模块还将直流或交流信号提供给地面同步处理模块、地面高精度AD及地
面显示保存模块，所述井下电路电源将信号发送给井下瞬变电磁激发主电源；所述井下...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈建国，孟超，沈永进，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12