井间瞬变电磁法地面系统研究

发布时间：2023-03-11 01:35

　　我国的原油采收率约30%-40%,大量原油作为剩余油残存于地下。井间是剩余油分布的主要区域,开展井间剩余油的探测,对采收率的提高有重要的意义。利用相邻井的套管构建线源(即电偶极子),采用瞬变电磁法探测井间剩余油,其优点是探测距离大,对电阻率敏感,探测距离可以用时间特性来描述,对勘探环境的适应性、对地质问题的灵活性以及对目标的分辨率比其他方法有明显的优势。本文以瞬变电磁理论为基础,参考国内外利用生产井探测剩余油的地面系统的研究现状,提出利用两口生产井构建线源模型将发射系统与接收系统全部至十地面,无需井下设备。通过软件仿真多种典型大地模型及不同发射电流、线源长度、不同大地电阻率等参数下的地层响应规律,以及研究了发射信号与发射线源长度的阻抗匹配关系,为井间瞬变电磁法地面系统的研究提供理论依据。根据瞬变电磁的信号特点,设计了地面系统硬件电路和软件程序。整个地面系统通过以DSP(Digital Signal Processing)为主控单元,给控制开关和电桥给线源提供双极性直流脉冲信号,发射电流的采集,数据存储和传输。通过无线模块实现发射端与接收端的时间同步。 最后在理论研究的基础上开展了以套管...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 井间剩余油探测地面系统国内外研究现状
    1.3 瞬变电磁探测技术的发展
    1.4 研究目的及意义
    1.5 论文研究内容与安排
第二章 瞬变电磁法探测技术研究
    2.1 瞬变电磁法的基本理论
    2.2 麦克斯韦方程组
    2.3 瞬变电磁的基本原理
    2.4 瞬变电磁场的分析方法
    2.5 时间域与频率域电磁场的关系
    2.6 井间瞬变电磁法发射技术的相关问题
        2.6.1 常用的激励信号波形
        2.6.2 关断时间
        2.6.3. 关断电流下降沿的波形
    2.7 本章小结
第三章 井间瞬变电磁法地面系统发射线源理论研究
    3.1 瞬变电磁场地面系统线源模型构建
    3.2 井间瞬变电磁法地面系统线源参数对勘探深度影响分析
        3.2.1 COMSOL 有限元计算流程
        3.2.2 不同发射电流的瞬变电磁响应特性
        3.2.3 不同线源长度的瞬变电磁响应特性
        3.2.4 不同大地电阻率的瞬变电磁响应特性
        3.2.5 不同发射频率的瞬变电磁响应特性
    3.3 瞬变电磁法地面系统线源阻抗匹配
    3.4 小结
第四章 井间瞬变电磁法地面系统硬件设计
    4.1 井间瞬变电磁法地面系统总体设计
    4.2 控制部分设计
        4.2.1 主控单元设计
        4.2.2 时序控制单元设计
    4.3 地面系统发射电路的设计
    4.4 地面系统过流保护单元设计
    4.5 地面系统发射电流波形采集单元设计
        4.5.1 地面系统电流采样 AD 模块设计
        4.5.2 数据传输
    4.6 瞬变电磁法地面系统发射信号与接收信号同步技术研究
        4.6.1 XBEE Pro 性能特点
        4.6.2 XBEE Pro 同步设计
    4.7 其他外围电路
        4.7.1 电源管理电路
        4.7.2 时钟电路
        4.7.3 复位电路
        4.7.4 JTAG 接口
    4.8 本章小结
第五章 井间瞬变电磁法地面系统程序设计与实验技术研究
    5.1 井间瞬变电磁法地面系统软件系统设计
        5.1.1 地面系统发射模块总体设计
        5.1.2 井间瞬变电磁法地面系统发射电流采集子程序
        5.1.3 井间瞬变电磁法地面系统数据编码传输子程序设计
        5.1.4 井间瞬变电磁法地面系统读取数据的实现
    5.2 井间瞬变电磁法地面系统硬件调试实验
        5.2.1 线源接收信号实验
        5.2.2 实验条件
        5.2.3 井间瞬变电磁法地面系统发射电流波形测试
        5.2.4 井间瞬变电磁法地面系统信号同步实验
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文内容总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
详细摘要



本文编号：3758941