CN103912270B - 井间测井深度与速度同步控制定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
井间测井深度与速度同步控制定位系统及方法,包括发射井的磁偶极子、接收井的磁偶极子、地面发射系统、地面接收系统和接收井测量系统;地面发射系统和地面接收系统通过控制系统、绞车电机等实现发射井和接收井的深度与速度闭环控制,通过ZigBee无线通讯模式进行深度与速度信息的同步传输,从而保证了发射井和接收井的测井深度与速度的一致性。接收井接收到电磁响应信号经测井电缆传输给测井车上的计算机,测井车计算机上的地层解释软件根据接收信号的时间特性可以直接得出距离特性,通过遍历整个井深,就可测出两井之间各水平方向的电磁响应特性,进而实现剩余油富集区水平和垂直位置的精确定位。
Description
技术领域
本发明涉及井间电磁测井技术领域,特别涉及井间测井深度与速度同步控制定位系统及方法,即采用电磁法进行井间储层探测时发射井和接收井之间的测井深度与速度的同步闭环控制。
背景技术
井间是油气资源分布的重要区域,井间油气储层的准确识别是提高采收率的关键。但经过注水开发后只能采出地下总储量的30%左右,约70%的原油仍然残留在井间成为剩余油,这些剩余油储量对于增加可采储量和提高采收率是一个巨大的潜力。经济的快速发展,对石油和天然气的需求逐年增大,供求矛盾日益突出,剩余油的开采是提高采收率的关键,对保障能源供给,促进国民经济持续快速发展有重要的作用。
目前进行井间储层探测的方法主要有井间地震法和井间电磁法。井间地震法被认为是储层识别和油藏动态监测的常规方法。油田开发中地震勘探与电磁勘探方法的基础研究表明,在水驱、气驱及油层界面高度降低过程中,地层所表现出的非均质性明显,电性差异远大于地震信号的差异,电磁方法对此十分敏感,而地震方法不能直接探测到这些变化。
井间电磁法是一种电阻率测井方法,即根据电阻率的不同区分介质的属性,其探测方法是在发射井的不同位置处发射激励信号,在接收井的全井段接收电磁信号,根据电磁信号的不同,求解出体现介质特性的电阻率。但由于采用的激励信号是连续的时谐信号,得到的电磁响应信号表现的是电磁波传播路径上多种介质的总体平均特性,无法对剩余油的富集区进行定位,因而需要在测量过程中变换发射信号的位置,并且每变换一次发射位置,接收井就要进行一次全井段的测量,进而通过对交叉路径电磁响应的复杂计算,得出剩余油富集区的垂直位置和水平位置。这种方法存在的主要问题是测井工作量很大,发射井的激励点不可能分布的太多,不便于进行精细测井,是一种点测法。本发明采用的激励信号是瞬态信号,根据接收信号的时间特性可以直接得出距离特性,结合发射井与接收井中发射与探测系统的深度和速度的同步,就可实现剩余油富集区水平和垂直位置的精确定位。
查阅目前的专利和相关文献,有关井间储层探测的专利三个:在专利号为201210491890.1“一种井间电磁瞬变监测系统及其监测方法”的专利,介绍了一种井间电磁瞬变监测系统及其监测方法,但并未提及发射井和接收井之间实现同步的实施方法;在专利号为201110241747.2“井间并行电阻率CT测试方法”中,公开了一种井间并行电阻率CT测试方法,同样未提及两口井之间是如何实现同步的;在专利号为201210184272.2“井间电磁测井系统”介绍了一种井间电磁测井系统,但未提及在进行井间测试时,如何实现信号的同步。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供井间测井深度与速度同步闭环控制系统及方法,利用该方法和系统,使发射井和接收井的测井深度和速度实现同步,保证了发射与接收信号在垂直方向是一一对应的,进而根据时域接收信号的时间特性与距离特性的对应关系,可确定出介质的水平位置,通过上述方法,准确地获取油气富集区的水平和垂直位置。
为了达到上述目的,本发明的实现方案是这样实现的:
井间测井深度与速度同步闭环控制系统,包括发射井的磁偶极子1、接收井的磁偶极子2、地面发射系统3、接收井测量系统5和地面接收系统4;发射井的磁偶极子1的上接口和地面发射系统3的输出端相连;接收井的磁偶极子2的上接口与地面接收系统4的输出端相连;地面发射系统3和地面接收系统4都放置在各自的测井车中,并和测井车的面板相连接,地面发射系统3和地面接收系统4之间通过ZigBee无线通讯模式进行数据传输;地面接收系统4和接收井测量系统5之间通过测井电缆相连接;
所述的地面发射系统3用于向接收井提供发射井的测井速度和深度信息以及发射电磁信号,包括控制系统A31、A绞车电机32、A绞车计量轮33、A光电编码器34、深度与速度测量系统35、编码电路36、发射波形产生电路37、功率驱动电路38和无线模块A39;控制系统A31的输出和A绞车电机32的输入相连,A绞车电机32的输出和A绞车计量轮33的输入相连,A绞车计量轮33的输出和A光电编码器34相连,A光电编码器34的输出和深度与速度测量系统35的输入相连,深度与速度测量系统35的输出与编码电路36的输入相连,编码电路36的输入与发射波形产生电路37的输出相连接,发射波形产生电路37的一个输出端口和功率驱动电路38的输入相连,发射波形产生电路37的输入端口和控制系统A31的输出相连,同时编码电路36的输出与无线模块A39的输入相连,功率驱动电路38的输出通过测井电缆和发射井的磁偶极子1的输入相连,功率驱动电路38和无线模块A39、编码电路36根据接收井提供的出现卡死时的井深、速度来调节发射井的井深和速度,发射波形产生电路37输出发射信号,该信号经功率驱动电路38进行功率放大后,在下降沿波段102到幅值为负的波段105之间输出信号,该信号经发射井的磁偶极子1输出电磁信号;发射的电磁信号和深度与速度数据经编码电路36进行编码后,由无线模块A39传输给接收井,发射井的磁偶极子1通过测井电缆和测井车上的计算机相连。
所述地面接收系统4用于接收发射井的测井速度和深度信息以及电磁信号,包括控制系统B41、B绞车电机42、B绞车计量轮43、B光电编码器44、深度与速度测量系统45、无线模块B46、解码电路47和接收井测量系统5,控制系统B41的输出和B绞车电机42的输入相连,B绞车电机42的输出和B绞车计量轮43的输入相连,B绞车计量轮43的输出和B光电编码器44的输入相连,B光电编码器44的输出和深度与速度测量系统45的输入相连,深度与速度测量系统45的输出与控制系统B41输入相连,解码电路47的输出和控制系统B41的输入相连,解码电路47的输出和命令识别电路48相连,无线模块B46的输出和解码电路47的输入相连,接收井通过无线模块B46接收到命令后,经解码电路47进行解码后,通过命令识别电路48来进行数据和信号的判断,如果是数据,则解码出测井深度和速度信息;如果是信号,则通过多路选择开关49控制是否输出接收井的磁偶极子2接收到的电磁信号,该信号经接收井测量系统5进行处理后上传。
所述的接收井测量系统5包括命令识别电路48,多路选择开关49,信号调理电路50,信号采集电路51和数据传输电路52,命令识别电路48输出和多路选择开关49的输入相连,多路选择开关49输出和信号调理电路50的输入相连,信号调理电路50输出和信号采集电路51的输入相连,信号采集电路51输出和数据传输电路52的输入相连,多路选择开关49输入和接收井的磁偶极子2相连,数据传输电路52通过测井电缆和测井车的计算机相连;通过信号调理电路50对地层响应电磁信号进行放大滤波等处理后,经信号采集电路51对信号进行采集,然后通过数据传输电路52传输到地面接收系统4。
所述的无线模块39和无线模块46采用ZigBee技术开发而成。
如遇到接收井磁偶极子2卡死的情况,则地面接收系统4通过无线模块46把接收井目前所处的深度和速度数据发送给地面发射系统3中的无线模块39,然后由地面发射系统3保证发射井保持到原来的深度和速度,直到接收到接收井正常后再测井。
井下磁偶极子在地面发射系统3和地面接收系统4的控制下,以相同的速度上升,边上升边测试,测试结果可存储在地面系统中,以便进行后续的信号处理。
井间测井深度与速度同步闭环控制方法,基本步骤如下:
步骤一:地面发射系统3和所在的测井车面板相连;地面接收系统4和接收井所在的测井车面板相连;
步骤二:给地面发射系统3所在的测井车面板和地面接收系统4所在的测井车面板供电;
步骤三:地面发射系统3通过控制系统A31输出测井深度和速度信息,然后由A绞车电机32控制A绞车计量轮33输出设定的测井深度,同时控制A光电编码器34输出设定的测井速度信息,保证发射井中的磁偶极子1在设定的测井深度和速度下工作;同时深度与速度测量系统35测试当前发射井中的磁偶极子1所处的测井深度和速度信息,通过无线模块A39传输给无线模块B46;
步骤四:地面接收系统4接收到无线模块B46接收的发射井中磁偶极子1的测井深度和速度信息后,通过控制系统B41,输出测井深度和速度信息,然后由B绞车电机42控制B绞车计量轮43输出设定的测井深度,同时控制B光电编码器44输出设定的测井速度信息,保证接收井的磁偶极子2在设定的测井深度和速度下工作;同时深度与速度测量系统45测试当前接收井的磁偶极子2所处的测井深度和速度信息,并把该信息传输给控制系统B41;
步骤五:地面发射系统3和地面接收系统4均要控制深度和速度的同步,使发射井和接收井在同一深度处测量水平地层的特性,以便于对介质体的径向位置进行定位,如遇到接收井中的磁偶极子2卡死的情况,则地面接收系统4通过无线模块B46把接收井中目前所处的深度和速度信息发送给地面发射系统中的无线模块A39,然后由地面发射系统3保证发射井保持到原来的深度和速度,直到接收到接收井正常后再测井。
步骤五所述的对介质体的径向位置进行定位具体为:
步骤一:在保持深度与速度同步的基础上,发射井每次遇到正向和反向激励信号的下降沿A102和下降沿B103时,向接收井发送信号,使接收井中的磁偶极子开始接收电磁响应信号,这就保证了发射信号结束后接收井中的磁偶极子才工作,所获取的信息完全是来自于地层的二次场;
步骤二:地面发射系统3在正向和反向激励信号的上升沿A100和上升沿B101时,向接收井发送信号,使接收井中的磁偶极子停止接收电磁响应信号,并开始处理和存储所接收到的信号,并准备开始获取下一次的电磁响应信号;
步骤三:地面接收系统4每次接收到电磁响应信号后,记录下接收井的深度信息和对应的电磁响应信号电动势U;
步骤四:根据磁偶极子在全空间的电磁响应特性,由时间域瞬变电磁法的基本理论可得出式1和式2
上式中,K为仪器常数,这是通过标定得出的系数;
I为地面发射系统3的输出的发射电流;
U为接收井所在的磁偶极子2接收到的感应电动势大小;
μ可视为地层真空磁导率;
ρ为电阻率
L为剩余油富集区的径向距离
t是从发射井接收到下降沿或上升沿后的计时时间;
由于仪器常数K、发射电流I、地层真空磁导率μ均为常数,因此由1式和2式可得出剩余油富集区的径向距离L为:
从式3可以看出,井间油水等不同介质形成的富集区的定位,即距离L只和时间t以及感应电动势U有关;而感应电动势U可以通过地面接收系统4测试得到;时间t从发射井接收到下降沿波段或上升沿波段后的计时时间,计算出L值即为定位了油气富集区的径向距离。
本发明的有益效果是:通过该同步装置和方法保证了发射井和接收井测井深度和速度的一致性,发射信号和接收信号的同步性;在此基础上,通过遍历整个井深,就可测出两井之间各水平方向的电磁响应特性,进而可定位油水富集区的位置,实现精确测井。
附图说明
图1是本发明的总体地面结构图。
图2是本发明中的发射井结构图。
图3是本发明发射井输出的发射信号形状图。
图4是本发明中的接收井地面系统结构图。
图5是本发明中的接收井测量系统结构图。
图6是本发明的测试结果信号图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的工作原理做进一步详细叙述。
参照图1,井间测井深度与速度同步闭环控制系统,包括发射井的磁偶极子1、接收井的磁偶极子2、地面发射系统3、接收井测量系统5和地面接收系统4;发射井的磁偶极子1的上接口和地面发射系统3的输出端相连;接收井的磁偶极子2的上接口与地面接收系统4的输出端相连;地面发射系统3和地面接收系统4都放置在各自的测井车中,并和测井车的面板相连接,地面发射系统3和地面接收系统4之间通过ZigBee无线通讯模式进行数据传输;地面接收系统4和接收井测量系统5之间通过测井电缆相连接。
参照图2,所述的地面发射系统3用于向接收井提供发射井的测井速度和深度信息以及发射电磁信号,包括控制系统A31、A绞车电机32、A绞车计量轮33、A光电编码器34、深度与速度测量系统35、编码电路36、发射波形产生电路37、功率驱动电路38和无线模块A39;控制系统A31的输出和A绞车电机32的输入相连,A绞车电机32的输出和A绞车计量轮33的输入相连,A绞车计量轮33的输出和A光电编码器34相连,A光电编码器34的输出和深度与速度测量系统35的输入相连,深度与速度测量系统35的输出与编码电路36的输入相连,编码电路36的输入与发射波形产生电路37的输出相连接,发射波形产生电路37的一个输出端口和功率驱动电路38的输入相连,发射波形产生电路37的输入端口和控制系统A31的输出相连,同时编码电路36的输出与无线模块A39的输入相连,功率驱动电路38的输出通过测井电缆和发射井的磁偶极子1的输入相连,功率驱动电路38和无线模块A39、编码电路36根据接收井提供的出现卡死时的井深、速度来调节发射井的井深和速度,发射波形产生电路37输出发射信号,该信号经功率驱动电路38进行功率放大后,在下降沿波段102到幅值为负的波段105之间输出信号,该信号经发射井的磁偶极子1输出电磁信号;发射的电磁信号和深度与速度数据经编码电路36进行编码后,由无线模块A39传输给接收井,发射井的磁偶极子1通过测井电缆和测井车上的计算机相连。
参照图3,所述地面接收系统4用于接收发射井的测井速度和深度信息以及电磁信号,包括控制系统B41、B绞车电机42、B绞车计量轮43、B光电编码器44、深度与速度测量系统45、无线模块B46、解码电路47和接收井测量系统5,控制系统B41的输出和B绞车电机42的输入相连,B绞车电机42的输出和B绞车计量轮43的输入相连,B绞车计量轮43的输出和B光电编码器44的输入相连,B光电编码器44的输出和深度与速度测量系统45的输入相连,深度与速度测量系统45的输出与控制系统B41输入相连,解码电路47的输出和控制系统B41的输入相连,解码电路47的输出和命令识别电路48相连,无线模块B46的输出和解码电路47的输入相连,接收井通过无线模块B46接收到命令后,经解码电路47进行解码后,通过命令识别电路48来进行数据和信号的判断,如果是数据,则解码出测井深度和速度信息;如果是信号,则通过多路选择开关49控制是否输出接收井的磁偶极子2接收到的电磁信号,该信号经接收井测量系统5进行处理后上传。
所述的接收井测量系统5包括命令识别电路48,多路选择开关49,信号调理电路50,信号采集电路51和数据传输电路52,命令识别电路48输出和多路选择开关49的输入相连,多路选择开关49输出和信号调理电路50的输入相连,信号调理电路50输出和信号采集电路51的输入相连,信号采集电路51输出和数据传输电路52的输入相连,多路选择开关49输入和接收井的磁偶极子2相连,数据传输电路52通过测井电缆和测井车的计算机相连;通过信号调理电路50对地层响应电磁信号进行放大滤波等处理后,经信号采集电路51对信号进行采集,然后通过数据传输电路52传输到地面接收系统4。
参照图2和图4,所述的无线模块39和无线模块46采用ZigBee技术开发而成。
参照图2和图4,如遇到接收井磁偶极子2卡死的情况,则地面接收系统4通过无线模块46把接收井目前所处的深度和速度数据发送给地面发射系统3中的无线模块39,然后由地面发射系统3保证发射井保持到原来的深度和速度,直到接收到接收井正常后再测井。
井下磁偶极子在地面发射系统3和地面接收系统4的控制下,以相同的速度上升,边上升边测试,测试结果可存储在地面系统中,以便进行后续的信号处理。
参照图5,所述的接收井测量系统5对地层响应电磁信号通过信号调理电路50对信号进行放大滤波等处理后、经信号采集电路51对信号进行采集,然后通过数据传输电路52传输到地面接收系统4。数据传输电路52通过测井电缆2和测井车2的计算机相连。
井间测井深度与速度同步闭环控制方法,基本步骤如下:
步骤一:地面发射系统3和所在的测井车面板相连;地面接收系统4和接收井所在的测井车面板相连;
步骤二:给地面发射系统3所在的测井车面板和地面接收系统4所在的测井车面板供电;
步骤三:地面发射系统3通过控制系统A31输出测井深度和速度信息,然后由A绞车电机32控制A绞车计量轮33输出设定的测井深度,同时控制A光电编码器34输出设定的测井速度信息,保证发射井中的磁偶极子1在设定的测井深度和速度下工作;同时深度与速度测量系统35测试当前发射井中的磁偶极子1所处的测井深度和速度信息,通过无线模块A39传输给无线模块B46;
步骤四:地面接收系统4接收到无线模块B46接收的发射井中磁偶极子1的测井深度和速度信息后,通过控制系统B41,输出测井深度和速度信息,然后由B绞车电机42控制B绞车计量轮43输出设定的测井深度,同时控制B光电编码器44输出设定的测井速度信息,保证接收井的磁偶极子2在设定的测井深度和速度下工作;同时深度与速度测量系统45测试当前接收井的磁偶极子2所处的测井深度和速度信息,并把该信息传输给控制系统B41;
步骤五:地面发射系统3和地面接收系统4均要控制深度和速度的同步,使发射井和接收井在同一深度处测量水平地层的特性,以便于对介质体的径向位置进行定位,如遇到接收井中的磁偶极子2卡死的情况,则地面接收系统4通过无线模块B46把接收井中目前所处的深度和速度信息发送给地面发射系统中的无线模块A39,然后由地面发射系统3保证发射井保持到原来的深度和速度,直到接收到接收井正常后再测井。
步骤五所述的对介质体的径向位置进行定位具体为:
步骤一:在保持深度与速度同步的基础上,发射井每次遇到图3所述的正向和反向激励信号的下降沿102和103时,向接收井发送信号,使接收井中的磁偶极子开始接收电磁响应信号,这就保证了发射信号结束后接收井中的磁偶极子才工作,所获取的信息完全是来自于地层的二次场,即完全体现了地层的插性,消除了发射信号产生的一次场所产生的直接耦合无关。
步骤二:地面发射系统3每次在图3所述的正向和反向激励信号的上升沿100和101时,向接收井发送信号,使接收井中的磁偶极子停止接收电磁响应信号,并开始处理和存储所接收到的信号,并准备开始获取下一次的电磁响应信号。
步骤三:地面接收系统4每次接收到电磁响应信号后,记录下接收井的深度信息和对应的电磁响应信号电动势U。
步骤四:根据磁偶极子在全空间的电磁响应特性,由时间域瞬变电磁法的基本理论可得出式(1)和式(2)
上式中,K为仪器常数,这是通过标定得出的系数;
I为地面发射系统3的输出的发射电流;
U为接收井所在的磁偶极子2接收到的感应电动势大小;
μ可视为地层真空磁导率;
P为电阻率
L为剩余油富集区的径向距离
t是从发射井接收到下降沿102或上升沿103后的计时时间。
由于仪器常数K、发射电流I、地层真空磁导率μ均为常数,因此由(1)式和(2)式可得出剩余油富集区的径向距离L为:
从式(3)可以看出,井间油水等不同介质形成的富集区的定位,即距离L只和时间t以及感应电动势U有关。而感应电动势U可以通过地面接收系统4测试得到;时间t从发射井接收到102或103后的计时时间。计算出L值即为定位了油气富集区的径向距离。
通过上述操作流程不仅保证了发射井和接收井测井深度与速度的同步性,也保证了发射信号与接收信号的协调工作。深度和速度的同步与发射与接收的相互协调并不矛盾,例如:如果发射井和接收井同步提升的速度低于500m/h,而图3所述波形的周期约1s,每个周期中在正半周和负半周各接收一次,和速度同步后,每隔0.1的深度接收一次电磁响应信号。
参照图6,采用开发的井间测井深度与速度同步闭环控制与储层定位系统,向发射井中输出一个频率为1kHz的瞬变信号,如图6中的曲线2;那么在接收井中可以明显看到感应电压波形,如图6中的曲线1所示,该曲线是由接收井中的无线模块46接收到的。
Claims (5)
1.井间测井深度与速度同步闭环控制系统,其特征在于,包括发射井的磁偶极子(1)、接收井的磁偶极子(2)、地面发射系统(3)、接收井测量系统(5)和地面接收系统(4);发射井的磁偶极子(1)的上接口和地面发射系统(3)的输出端相连;接收井的磁偶极子(2)的上接口与地面接收系统(4)的输出端相连;地面发射系统(3)和地面接收系统(4)都放置在各自的测井车中,并和测井车的面板相连接,地面发射系统(3)和地面接收系统(4)之间通过ZigBee无线通讯模式进行数据传输;地面接收系统(4)和接收井测量系统(5)之间通过测井电缆相连接;
所述的地面发射系统(3)用于向接收井提供发射井的测井速度和深度信息以及发射电磁信号,包括控制系统A(31)、A绞车电机(32)、A绞车计量轮(33)、A光电编码器(34)、A深度与速度测量系统(35)、编码电路(36)、发射波形产生电路(37)、功率驱动电路(38)和无线模块A(39);控制系统A(31)的输出和A绞车电机(32)的输入相连,A绞车电机(32)的输出和A绞车计量轮(33)的输入相连,A绞车计量轮(33)的输出和A光电编码器(34)相连,A光电编码器(34)的输出和A深度与速度测量系统(35)的输入相连,A深度与速度测量系统(35)的输出与编码电路(36)的输入相连,编码电路(36)的输入与发射波形产生电路(37)的输出相连接,发射波形产生电路(37)的一个输出端口和功率驱动电路(38)的输入相连,发射波形产生电路(37)的输入端口和控制系统A(31)的输出相连,同时编码电路(36)的输出与无线模块A(39)的输入相连,功率驱动电路(38)的输出通过测井电缆和发射井的磁偶极子(1)的输入相连,功率驱动电路(38)和无线模块A(39)、编码电路(36)根据接收井提供的出现卡死时的井深、速度来调节发射井的井深和速度,发射波形产生电路(37)输出发射信号,该信号经功率驱动电路(38)进行功率放大后,在下降沿波段(102)到幅值为负的波段(105)之间输出信号,该信号经发射井的磁偶极子(1)输出电磁信号;发射的电磁信号和深度与速度数据经编码电路(36)进行编码后,由无线模块A(39)传输给接收井,发射井的磁偶极子(1)通过测井电缆和测井车上的计算机相连。
2.根据权利要求1所述的井间测井深度与速度同步闭环控制系统,其特征在于,所述地面接收系统(4)用于接收发射井的测井速度和深度信息以及电磁信号,包括控制系统B(41)、B绞车电机(42)、B绞车计量轮(43)、B光电编码器(44)、B深度与速度测量系统(45)、无线模块B(46)、解码电路(47)和接收井测量系统(5),控制系统B(41)的输出和B绞车电机(42)的输入相连,B绞车电机(42)的输出和B绞车计量轮(43)的输入相连,B绞车计量轮(43)的输出和B光电编码器(44)的输入相连,B光电编码器(44)的输出和B深度与速度测量系统(45)的输入相连,B深度与速度测量系统(45)的输出与控制系统B(41)输入相连,解码电路(47)的输出和控制系统B(41)的输入相连,解码电路(47)的输出和命令识别电路(48)相连,无线模块B(46)的输出和解码电路(47)的输入相连,接收井通过无线模块B(46)接收到命令后,经解码电路(47)进行解码后,通过命令识别电路(48)来进行数据和信号的判断,如果是数据,则解码出测井深度和速度信息;如果是信号,则通过多路选择开关(49)控制是否输出接收井的磁偶极子(2)接收到的电磁信号,该信号经接收井测量系统(5)进行处理后上传。
3.根据权利要求1所述的井间测井深度与速度同步闭环控制系统,其特征在于,所述的接收井测量系统(5)包括命令识别电路(48),多路选择开关(49),信号调理电路(50),信号采集电路(51)和数据传输电路(52),命令识别电路(48)输出和多路选择开关(49)的输入相连,多路选择开关(49)输出和信号调理电路(50)的输入相连,信号调理电路(50)输出和信号采集电路(51)的输入相连,信号采集电路(51)输出和数据传输电路(52)的输入相连,多路选择开关(49)输入和接收井的磁偶极子(2)相连,数据传输电路(52)通过测井电缆和测井车的计算机相连;通过信号调理电路(50)对地层响应电磁信号进行放大滤波等处理后,经信号采集电路(51)对信号进行采集,然后通过数据传输电路(52)传输到地面接收系统(4)。
4.井间测井深度与速度同步闭环控制方法,其特征在于,基本步骤如下:
步骤一:地面发射系统(3)和所在的测井车面板相连;地面接收系统(4)和接收井所在的测井车面板相连;
步骤二:给地面发射系统(3)所在的测井车面板和地面接收系统(4)所在的测井车面板供电;
步骤三:地面发射系统(3)通过控制系统A(31)输出测井深度和速度信息,然后由A绞车电机(32)控制A绞车计量轮(33)输出设定的测井深度,同时控制A光电编码器(34)输出设定的测井速度信息,保证发射井中的磁偶极子(1)在设定的测井深度和速度下工作;同时A深度与速度测量系统(35)测试当前发射井的磁偶极子(1)所处的测井深度和速度信息,通过无线模块A(39)传输给无线模块B(46);
步骤四:地面接收系统(4)接收到无线模块B(46)接收的发射井中磁偶极子(1)的测井深度和速度信息后,通过控制系统B(41),输出测井深度和速度信息,然后由B绞车电机(42)控制B绞车计量轮(43)输出设定的测井深度,同时控制B光电编码器(44)输出设定的测井速度信息,保证接收井的磁偶极子(2)在设定的测井深度和速度下工作;同时B深度与速度测量系统(45)测试当前接收井的磁偶极子(2)所处的测井深度和速度信息,并把该信息传输给控制系统B(41);
步骤五:地面发射系统(3)和地面接收系统(4)均要控制深度和速度的同步,使发射井和接收井在同一深度处测量水平地层的特性,以便于对介质体的径向位置进行定位,如遇到接收井的磁偶极子(2)卡死的情况,则地面接收系统(4)通过无线模块B(46)把接收井中目前所处的深度和速度信息发送给地面发射系统中的无线模块A(39),然后由地面发射系统(3)保证发射井保持到原来的深度和速度,直到接收到接收井正常后再测井。
5.根据权利要求4所述井间测井深度与速度同步闭环控制方法,其特征在于,步骤五所述的对介质体的径向位置进行定位具体为:
步骤一:在保持深度与速度同步的基础上,发射井每次遇到正向和反向激励信号的下降沿A(102)和下降沿B(103)时,向接收井发送信号,使接收井中的磁偶极子开始接收电磁响应信号,这就保证了发射信号结束后接收井中的磁偶极子才工作,所获取的信息完全是来自于地层的二次场;
步骤二:地面发射系统(3)在正向和反向激励信号的上升沿A(100)和上升沿B(101)时,向接收井发送信号,使接收井中的磁偶极子停止接收电磁响应信号,并开始处理和存储所接收到的信号,并准备开始获取下一次的电磁响应信号;
步骤三:地面接收系统(4)每次接收到电磁响应信号后,记录下接收井的深度信息和对应的电磁响应信号电动势U;
步骤四:根据磁偶极子在全空间的电磁响应特性,由时间域瞬变电磁法的基本理论可得出式(1)和式(2)
上式中,K为仪器常数,这是通过标定得出的系数;
I为地面发射系统(3)的输出的发射电流;
U为接收井的磁偶极子(2)接收到的感应电动势大小;
μ可视为地层真空磁导率;
ρ为电阻率
L为剩余油富集区的径向距离
t是从发射井接收到下降沿或上升沿后的计时时间;
由于仪器常数K、发射电流I、地层真空磁导率μ均为常数,因此由(1)式和(2)式可得出剩余油富集区的径向距离L为:
从式(3)可以看出,井间油水等不同介质形成的富集区的定位,即距离L只和时间t以及感应电动势U有关;而感应电动势U可以通过地面接收系统4测试得到;时间t从发射井接收到下降沿波段或上升沿波段后的计时时间,计算出L值即为定位了油气富集区的径向距离。
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