一种基于正交天线的边界探测数据处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，其包含：S1、将发射接收正交天线系中接收天线接收到的感应电动势信号的幅度信息以及相位信息按照扇区存储；S2、通过所述相位信息所在的象限判断感应电流方向，并得到带符号的幅度信息，使得接收天线幅度信息的工具面响应周期由180

【技术实现步骤摘要】
一种基于正交天线的边界探测数据处理方法及装置


[0001]本专利技术涉及石油、天然气钻井作业随钻测量或随钻测井
，具体地说，涉及一种基于正交天线的边界探测数据处理方法及装置。

技术介绍

[0002]在油田勘探和开发过程中，需要测量地层地质信息和工程参数。随着勘探开发技术的不断进步，对测量参数的准确性和多样性要求越来越高。所需要的参数往往包含地层环境参数、井下钻具位置、方位以及钻井环境参数等。
[0003]目前已经有多种常规电缆测井仪器以及随钻测井仪器可以提供以上参数。电磁波电阻率仪器作为评价地层性质的重要仪器可以提供地层电阻率信息，来对地层含油性进行评价。仪器往往包含一个或者多个发射和接收天线来接收地层感应信号。对于随钻电磁波电阻率仪器来说通常采用接收线圈的幅度比或相位差来转换得到地层电阻率信息。方位电磁波电阻率除了用于地层评价外主要用来地质导向。
[0004]目前具备方位分辨功能的随钻仪器由于探测深度太小，限制了其在地质导向方面的应用。随钻方位电磁波电阻率仪器则克服了探测深度小的缺陷，可以更好的应用于地质导向。随钻方位电磁波仪器发射或接受基本采用水平天线或倾斜天线来得到电磁场多分量信息。
[0005]现有技术(CN 2013107236078)提出一种随钻方位电磁波电阻率测量以及成像方法，包括：四个钻铤轴向发射天线分别分时发射2MHz和400kHz两个固定频率的电磁波信号；两个轴向接收天线分别接收电磁波信号，处理得到采样信号的幅值信息和相位信息并转换为不同探测深度的电阻率曲线；为了克服目前随钻方位电磁波仪器只能在旋转模式下进行方位判断和界面预测，提出采用一对正交的横向接收天线接收电磁信号，处理得到采样信号的实部和虚部，在旋转工作模式下，按照扇区划分分别采集和记录各个扇区的数据，并采用对称发射补偿消除电阻率各向异性影响；对横向接收线圈测得的电动势信号的实部和虚部利用快速傅立叶变换进行正余弦拟合，降低噪声，得到不同扇区的电动势信号的实部和虚部。但是，随着科技的发展，对于精度有了更高的要求，急需在信号处理方面进行优化和改进，以满足对于仪器探测深度高精度的需求。
[0006]对于以上情况，现有技术尚没有很好的解决方案。因此，本专利技术提供了一种基于正交天线的边界探测数据处理方法及装置。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，所述方法包含：
[0008]S1、将发射接收正交天线系中接收天线接收到的感应电动势信号的幅度信息以及相位信息按照扇区存储；
[0009]S2、通过所述相位信息所在的象限判断感应电流方向，并得到带符号的幅度信息，
使得接收天线幅度信息的工具面响应周期由180
°
变为360
°
；
[0010]S3、基于所述带符号的幅度信息以及所述相位信息，判断得到界面距离以及界面方位；
[0011]S4、将所述带符号的幅度信息与常规电阻率信息融合，以形成方位电磁波电阻率。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述发射接收正交天线系至少包含：一个轴向天线以及一个横向天线，其中，轴向天线以及横向天线均可作为发射或接收天线。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S1中，接收天线接收到的感应电动势信号的幅度信息以及相位信息，在一个采集周期内既可以按方位扇区存储也可以按照时间扇区存储。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S2中，依据所述感应电流方向确定地层与井眼的相对位置关系。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S2中，所述相位信息在第一、第四象限时，幅度信息的符号为正值，所述相位信息在第二、三象限时，幅度信息的符号为负值。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中，利用幅度响应特性判断所述界面距离，其中，利用数值模拟将仪器响应模拟与实际刻度响应建立响应关系，利用反演确定井眼与界面的距离。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S3中，利用方位响应特性判断所述界面方位，其中，通过下式表征正交耦合电磁场分量与方位角呈现正余弦变化关系：
[0018][0019]其中，V
zx
表示正交耦合电磁场分量，表示方位角，a1、b1分别表示第一系数以及第二系数。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，在步骤S4中，将所述带符号的幅度信息与不同探测深度的常规电阻率信息融合，合成得到不同探测深度的所述方位电磁波电阻率。
[0021]根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的方法步骤的一系列指令。
[0022]根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种基于正交天线的边界探测数据处理装置，执行如上任一项所述的方法，所述装置包含：
[0023]第一模块，其用于将发射接收正交天线系中接收天线接收到的感应电动势信号的幅度信息以及相位信息按照扇区存储；
[0024]第二模块，其用于通过所述相位信息所在的象限判断感应电流方向，并得到带符号的幅度信息，使得接收天线幅度信息的工具面响应周期由180
°
变为360
°
；
[0025]第三模块，其用于基于所述带符号的幅度信息以及所述相位信息，判断得到界面距离以及界面方位；
[0026]第四模块，其用于将所述带符号的幅度信息与常规电阻率信息融合，以形成方位电磁波电阻率。
[0027]本专利技术提供的公开的一种基于正交天线的边界探测数据处理方法及装置较现有技术采用实部或虚部信号的方式，有效提高了仪器的探测深度；并且，本专利技术可以在旋转和滑动两种模式下进行方位电阻率和边界探测信号的处理。
[0028]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0029]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0030]图1显示了根据本专利技术的一个实施例的一种基于正交天线的边界探测数据处理方法流程图；
[0031]图2显示了根据本专利技术的一个实施例的各种天线组合示意图；
[0032]图3显示了根据本专利技术的一个实施例的随钻方位电磁波电阻率测量装置的结构示意图；
[0033]图4显示了根据本专利技术的一个实施例的正交天线定向信号实部、虚部以及幅度方位响应特性图；
[0034]图5显示了根据本专利技术的一个实施例的正交天线定向信号实部、虚部以及幅度界面距离探测响应特性图；
[0035]图6显示了根据本专利技术的一个实施例的横向接收天线相位响应特征图；
[0036]图7显示了根据本专利技术的一个实施例的正交天线定向信号幅度处理流程图；
[0037]图8显示了根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，其特征在于，所述方法包含：S1、将发射接收正交天线系中接收天线接收到的感应电动势信号的幅度信息以及相位信息按照扇区存储；S2、通过所述相位信息所在的象限判断感应电流方向，并得到带符号的幅度信息，使得接收天线幅度信息的工具面响应周期由180
°
变为360
°
；S3、基于所述带符号的幅度信息以及所述相位信息，判断得到界面距离以及界面方位；S4、将所述带符号的幅度信息与常规电阻率信息融合，以形成方位电磁波电阻率。2.如权利要求1所述的一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，其特征在于，所述发射接收正交天线系至少包含：一个轴向天线以及一个横向天线，其中，轴向天线以及横向天线均可作为发射或接收天线。3.如权利要求1所述的一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，其特征在于，在步骤S1中，接收天线接收到的感应电动势信号的幅度信息以及相位信息，在一个采集周期内既可以按方位扇区存储也可以按照时间扇区存储。4.如权利要求1所述的一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，其特征在于，在步骤S2中，依据所述感应电流方向确定地层与井眼的相对位置关系。5.如权利要求1所述的一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，其特征在于，在步骤S2中，所述相位信息在第一、第四象限时，幅度信息的符号为正值，所述相位信息在第二、三象限时，幅度信息的符号为负值。6.如权利要求1所述的一种基于正交天线的边界探测数据处理方法，其特征在于，在步骤S3中，利用幅度响应特性判断所述界面距离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马清明，杨震，侯树刚，杨宁宁，肖红兵，杨斌，林楠，施斌全，殷鑫，袁晓琪，
申请(专利权)人：中石化经纬有限公司中石化经纬有限公司地质测控技术研究院，
类型：发明
国别省市：