一种基于非接触耦合原理的新型随钻微电阻率成像仪器

发布时间：2021-08-11 08:07

　　分析随钻微电阻率扫描成像方法和探测器方案,研制一种新型随钻高分辨率电阻率成像工程仪器,并通过现场应用试验验证仪器的可行性和可靠性。基于非接触式耦合侧向电阻率测量原理,分析随钻条件下的井筒电场建立和扫描成像方法,形成上下两个发射电极聚焦、中间3个成像电极接收的电极系组合方案。利用电磁场有限元仿真确定电极系源距和仪器探测特性。结果表明:仪器的裂缝电阻率真值分辨率与成像电极直径相当,扫描图像上对5 mm裂缝有可辨识响应;高速采集电子系统和多传感器组合在仪器动态旋转下检测电阻率信号和工具面角度,可实现高转速下的128扇区全井筒覆盖的地层图像;研制的随钻电阻率成像仪器在现场试验中获得了高分辨率的地层图像,随钻电阻率曲线与电缆测井数据高度吻合,且分辨率更高,能更好地分辨出薄层信息。 

【文章来源】：中国石油大学学报(自然科学版). 2020,44(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

仪器结构和扫描成像原理

螺绕环激励源示意图

电阻率测量单元包括发射和采集两部分。图3中两侧的绿色大螺绕环代表发射电极,中间绿色小螺绕环代表成像电极。发射部分包括发射控制单元、发射调节单元和功率驱动单元;接收部分包括调谐单元、前置放大单元、采集单元和采集控制单元。发射控制单元发射低能量波形,经发射驱动提升信号功率后,通过调谐模块(用于调整工作频率、带宽,增加发射效率)输送给发射电极。调谐模块尽量靠近发射电极。接收单元与发射单元同时工作,采集流经成像电极进入地层回路的实时电流微弱信号,经过前置放大滤波模块后,由检波采集模块数字化。前置放大尽量靠近成像电极。主控单元包括低功耗MCU(microprogrammed control unit,微程序控制器)、通信单元和存储单元等部分。MCU负责统一协调测量模式的切换、数据的处理/传输和存储。仪器采用RS485串行总线与MWD(measurement while drilling,随钻测量)系统进行数据通信,通过钻井液脉冲或电磁波遥传将8扇区图像实时传至地面。存储单元容量为16 Gb,负责将原始信息保存在仪器内部,待仪器返回地面后进行读取回放。整套采集系统可在150 ℃下长期稳定工作,在地层条件下的系统整体功耗约为3 W。

【参考文献】：
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本文编号：3335808