丛式井邻井距离电磁探测方法研究

发布时间：2020-08-24 19:38

【摘要】：复杂结构井是目前国际石油工业的前沿技术,它主要包括双水平井、多分支井、救援井、丛式井等。邻井距离随钻探测是精细控制复杂结构井井眼轨迹的关键技术。本文主要通过对国内外邻井距离电磁测量技术的背景、研究现状以及发展趋势的分析,梳理学术领域所研究发表的论文和方法,在分析现有方法的优缺点的基础上,提出了使用大功率电流激励套管产生磁场的方法来计算正钻井与已钻井之间的位置关系,并通过室外模拟实验验证了该方法的可行性和正确性。此外,本文以低功耗、高性能的嵌入式处理器为核心,设计完成了邻井距离电磁探测信号的实时采集系统,并将数字信号处理算法内嵌到微处理器中,可以自动跟踪锁定信号的频率,滤除噪声和减小干扰,实时提取信号的幅度,使磁场探测的实时性和可靠性进一步提高。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP332;O441;TE21
【图文】：

框图,电磁探测,邻井,系统结构

图 3.1 邻井距离电磁探测系统结构框图Fig 3.1 The structure diagram for Measuring the Distance of the Adjacent Wells3.2.1 硬件滤波电路Mag-03MSL70 传感器既可以接收交变磁场的信号，也可以接收静磁场的信号。所以在使用 Mag-03MSL70 传感器进行磁场信号采集时，传感器会在接收由大功率电流激励产生的磁场的同时接收地磁场的信号。一般来说，地磁场的磁感应强度大约为 50~60nT。传感器输出的信号是在一个幅度较大的直流信号上叠加了一个幅度较小的交流信号，其中直流信号是由地磁场产生的，对于丛式井邻井距离电磁探测没有意义，交流信号则是由大功率电流激励所产生的，是丛式井邻井距离电磁探测所需要的重要数据。为了滤除传感器输出的直流部分，提取有用的交流部分，需要在信号进入电路板的第一级之前经过隔直处理。套管受大功率电流激励所产生的磁场频率与电流频率相等，一般来说，注入套管的电流频率不宜过大，本文选取 1~5Hz。所以，

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因此前端滤波电路必须为一个高通或带通滤波器且能够保证通过 1~5Hz 信号。滤波电路的幅频曲线图如图3.2 所示，由于后续还要继续滤波，第一级滤波电路选择高通滤波电路，保证能够通过 1Hz 以上的信号。图 3.2 滤波器理想频率响应曲线Fig. 3.2 Ideal amplification filter frequency response curve

高通滤波,放大器

图 3.3 高通滤波放大器Fig. 3.3 High-pass filter amplifier波放大器类似，由于有效信号的频率被大功率电流仍需要搭建低通滤波器使通带范围满足激励电流频率来说，50Hz 的工频干扰产生的噪声可能远大于微弱信频干扰也十分重要。的结论可知，套管受大功率电流激励产生的磁场信号以可以在电路中增加一个增益可变且变化范围足够大测量需求。

【参考文献】