油基泥浆多频微电阻率采集电路系统研究
发布时间：2021-07-28 00:02
微电阻率成像测井技术可以清晰呈现地层裂缝薄层与岩层分布,这类信息帮助地质学者分析地质岩性和沉积岩石构造等,为油气评估提供了数据基础,因此该技术在油气勘探领域意义重大。传统的微电阻率测井仪应用于水基泥浆,水基泥浆导电性能强,探测信号以传导电流的形式流经泥浆、地层,然后流入采集电极。近年来,油基泥浆因其耐高温、耐腐蚀、保护井壁和提高钻井效率等一系列优点逐渐取代水基泥浆的地位,然而油基泥浆属于弱导电性泥浆,原本的测量回路将遭到破坏,因此,需要采用交流激励信号,以位移电流的形式重新构建回路。根据以上背景,本文设计并实现了一款油基泥浆环境下微电阻率采集电路系统。该采集系统实现三种频率电流信号幅度与相位的分时测量以及在25ms时间内完成对90个采样电极的信号采集,同时系统量程覆盖50nA1.5mA幅度的电流信号,动态范围约90db,并且在量程内具有良好的线性度,为简化电路设计的复杂度,设计中将多种测量频率信号变频至固定频率后再执行采样运算等操作。本文工作的重点是微弱信号的检测,影响信号测量的主要因素是链路中混入的噪声。文章对电路系统中噪声的来源进行了分析,主要包括电阻热噪声、...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FMI仪器
第一章绪论3之间的电压降来分析地层电阻率[10]。OBMI的四个极板安装在相互垂直的4个机械臂上，每块极板上分别装有5对测量电极，每次测量可得到一个像素宽度5的图像。OBMI电阻率测量范围是0.2Ω·m到10000Ω·m，测量电极横向和纵向间距为0.4英寸，所以像素尺寸为0.4in*0.4in。2014年，斯伦贝谢公司又研制出了NGI非导电泥浆地质成像仪。相比于以往的电阻率成像仪，NGI重新定义了仪器结构，其创新性的探头设计提供了更加清晰的分辨率，并且减少了黏滑事件的发生频率以及事故对成像质量的影响，节约了钻井次数与时间，大大提高了地层勘探效率。如图1-2所示，NGI拥有8个测量电极板，每块电极上安装有24个纽扣电极，每个纽扣电极大小为108mm2。此种上下两排各4块极板的设计方式，使仪器能够覆盖更广的地层范围并且机械结构稳固。在8英寸井眼中，NGI覆盖率达到了98%，垂直分辨率为0.24英寸，水平分辨率达到0.13英寸。图1-2NGI仪器国际上除了斯伦贝谢之外，还有两家在电成像测井方向具有先进成熟的技术，分别是贝克休斯与哈里伯顿公司[11]。贝克休斯于2003年研制出earthimage地层电阻率成像仪，该系统具有六条支架，每个垫块有8个纽扣电极，在油基泥浆体系中应用效果良好。该系统还可以与声学成像系统组合，利用声电成像的优缺点进行数据的互补。20世纪90年代，哈里伯顿推出了六臂井眼微电阻率扫描成像仪EMI。2008年，哈里伯顿又推出OMRI，OMRI可以应用于弱导电泥浆中的电阻率井壁成
电子科技大学硕士学位论文6第二章微电阻率测井技术原理与相关理论在微电阻率扫描成像测井仪之前，国际上主要有两种电阻率测量方法，分别是微电极测井与侧向测井技术。微电极测井是通过对地层注入电流，然后测量注入点附近电位或者某两点电位差来估计电阻率。微电极测井对井壁的地层电阻率变化分辨率高，但所测电阻率是井壁表层或附近的，所以探测深度较浅[6]。侧向测井因为在测量电极旁增加了聚焦电极，所以拥有比微电极测井更深的探测深度。微电阻率扫描成像技术是结合二者优点提出的一种新型电阻率测井方式。2.1微电阻率成像测井原理由于地层中岩石的种类不同以及裂缝的存在，所以可以根据地层的导电特性来确定岩石结构和裂缝走向。如图2-1所示为微电阻率成像的原理示意图，仪器主要包含：主板与发射模块、采集模块、与上位系统通信模块、机械结构、推靠马达等。仪器通过上部发射电极向地层注入激励信号，然后在聚焦电极的作用下流入采集极板上的纽扣电极，通过测量纽扣电极上的电流大小来反推地层的电阻率分布。图2-1微电阻率成像原理示意图理想情况下，极板是紧贴井壁的，由于实际环境中需要使用到钻井液以及极板
本文编号：3306799
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FMI仪器
第一章绪论3之间的电压降来分析地层电阻率[10]。OBMI的四个极板安装在相互垂直的4个机械臂上，每块极板上分别装有5对测量电极，每次测量可得到一个像素宽度5的图像。OBMI电阻率测量范围是0.2Ω·m到10000Ω·m，测量电极横向和纵向间距为0.4英寸，所以像素尺寸为0.4in*0.4in。2014年，斯伦贝谢公司又研制出了NGI非导电泥浆地质成像仪。相比于以往的电阻率成像仪，NGI重新定义了仪器结构，其创新性的探头设计提供了更加清晰的分辨率，并且减少了黏滑事件的发生频率以及事故对成像质量的影响，节约了钻井次数与时间，大大提高了地层勘探效率。如图1-2所示，NGI拥有8个测量电极板，每块电极上安装有24个纽扣电极，每个纽扣电极大小为108mm2。此种上下两排各4块极板的设计方式，使仪器能够覆盖更广的地层范围并且机械结构稳固。在8英寸井眼中，NGI覆盖率达到了98%，垂直分辨率为0.24英寸，水平分辨率达到0.13英寸。图1-2NGI仪器国际上除了斯伦贝谢之外，还有两家在电成像测井方向具有先进成熟的技术，分别是贝克休斯与哈里伯顿公司[11]。贝克休斯于2003年研制出earthimage地层电阻率成像仪，该系统具有六条支架，每个垫块有8个纽扣电极，在油基泥浆体系中应用效果良好。该系统还可以与声学成像系统组合，利用声电成像的优缺点进行数据的互补。20世纪90年代，哈里伯顿推出了六臂井眼微电阻率扫描成像仪EMI。2008年，哈里伯顿又推出OMRI，OMRI可以应用于弱导电泥浆中的电阻率井壁成
电子科技大学硕士学位论文6第二章微电阻率测井技术原理与相关理论在微电阻率扫描成像测井仪之前，国际上主要有两种电阻率测量方法，分别是微电极测井与侧向测井技术。微电极测井是通过对地层注入电流，然后测量注入点附近电位或者某两点电位差来估计电阻率。微电极测井对井壁的地层电阻率变化分辨率高，但所测电阻率是井壁表层或附近的，所以探测深度较浅[6]。侧向测井因为在测量电极旁增加了聚焦电极，所以拥有比微电极测井更深的探测深度。微电阻率扫描成像技术是结合二者优点提出的一种新型电阻率测井方式。2.1微电阻率成像测井原理由于地层中岩石的种类不同以及裂缝的存在，所以可以根据地层的导电特性来确定岩石结构和裂缝走向。如图2-1所示为微电阻率成像的原理示意图，仪器主要包含：主板与发射模块、采集模块、与上位系统通信模块、机械结构、推靠马达等。仪器通过上部发射电极向地层注入激励信号，然后在聚焦电极的作用下流入采集极板上的纽扣电极，通过测量纽扣电极上的电流大小来反推地层的电阻率分布。图2-1微电阻率成像原理示意图理想情况下，极板是紧贴井壁的，由于实际环境中需要使用到钻井液以及极板
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