CN104391333B - 多井间地质信息的探测处理系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多井间地质信息的探测处理系统与方法，应用于钻井间的工作区域，多井间地质信息的探测处理系统，包括：一个钻井发射装置，至少一个钻井接收装置和处理装置；其中，钻井发射装置，包括：发射探头，设置在第一钻井中，用于发射电磁波；发射机，与发射探头相连接，用于控制发射探头在发射时长内发射电磁波；每个钻井接收装置，包括：接收机和至少两个接收探头；接收探头，设置在第二钻井中，用于接收电磁波经岩土层介质传播后的场强值；接收机，与每个接收探头相连接，用于获取对应探头接收到的场强值；处理装置，用于获取钻井间的工作区域的地质信息。本发明能够有效地减少地质信息探测中数据采集时的工作量，提高工作效率。

Description

多井间地质信息的探测处理系统与方法

技术领域

本发明涉及钻井地球物理勘探领域，尤其涉及一种多井间地质信息的探测处理系统与方法。

背景技术

在工程地质勘查时，需要对探测区域的地质信息进行详细全面的了解，其中，该地质信息主要包括：各种岩层的发育状况、以及断层、破碎带等各种地质异常体的分布特征。现有技术主要通过钻井获得探测区域的地质信息，而单一的钻井却难以全面揭示井间的地质信息。

目前，井间地质信息获取装置主要利用钻井和井间透射层析成像方法来获取井间地质信息，具体的，该井间地质信息获取装置主要包括：钻井和电磁波透射装置；其中，电磁波透射装置包括发射装置与接收装置，发射装置和接收装置设置在不同钻井中，发射装置包括发射机和一个发射探头，发射机用于控制发射探头发射电磁波；接收装置包括接收机和一个接收探头，接收机用于获取接收探头接收到的电磁波；其中，一个接收探头接收一个发射探头发射的电磁波。当电磁波在地质中传播时，根据不同地质异常体对电磁波的吸收差异，可以获得探测区域的井间地质信息。

由于目前，电磁波透射装置主要采用上述一发一收方式采集数据，当采集大量不同测量段的数据时，需要不断变换接收探头的位置。因此，实际工程地质勘查过程中需要采集大量数据时，采用一发一收方式会直接导致数据采集工作量大，耗时长，工作效率低。

发明内容

本发明提供一种多井间地质信息的探测处理系统与方法，以有效地减少地质信息探测过程中数据采集时的工作量，提高工作效率。

本发明提供一种多井间地质信息的探测处理系统，应用于钻井间的工作区域，包括：

一个钻井发射装置，至少一个钻井接收装置和处理装置；其中，

所述钻井发射装置，包括：

发射探头，设置在第一钻井中，用于发射电磁波；

发射机，与所述发射探头相连接，用于控制所述发射探头在发射时长内发射电磁波；

每个所述钻井接收装置，包括：接收机和至少两个接收探头；

所述接收探头，设置在第二钻井中，用于接收所述电磁波经岩土层介质传播后的场强值；

所述接收机，与每个所述接收探头相连接，用于获取对应探头接收到的场强值；

所述处理装置，分别与所述钻井接收装置上的接收机相连接，用于在采集并存储整个所述工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取所述钻井间的所述工作区域的地质信息。

在本发明一实施例中，所述钻井发射装置还包括：第一电缆和与所述第一电缆相连接的第一绞车；其中，所述第一电缆与所述发射探头相连接；

则所述发射机还用于控制所述第一绞车移动，以实现与所述第一电缆相连接的所述发射探头能上下移动。

在本发明一实施例中，对于每个所述钻井接收装置，所述钻井接收装置还包括：第二电缆和与所述第二电缆相连接的第二绞车；其中，所述第二电缆与每个所述接收探头相连接；

则所述接收机还用于控制所述第二绞车移动，以实现与所述第二电缆连接的每个所述接收探头能上下移动。

在本发明一实施例中，所述处理装置还用于根据所述工作区域上的岩土层特征以及所述的地质信息，确定所述工作区域中的异常区域。

在本发明一实施例中，所述发射时长大于或等于10s。

在本发明一实施例中，所述发射探头与接收探头均为线圈，且所述线圈直径为40-70mm。

本发明提供一种多井间地质信息的探测处理方法，应用于钻井间的工作区域，包括：

采集并存储多个钻井接收装置上每个接收探头接收到的场强值；

其中，所述钻井接收装置设置中的所述接收探头设置在第二钻井中，并用于接收一个钻井发射装置发射的电磁波；所述钻井发射装置中的发射探头设置在除所述第二钻井之外的第一钻井中；所述场强值为所述钻井发射装置上的一个发射探头发射的电磁波经岩土层介质传播后的场强值；

在存储整个所述工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取所述钻井间的所述工作区域的地质信息。

在本发明一实施例中，还包括：根据所述工作区域上的岩土层特征以及所述的地质信息，确定所述工作区域中的异常区域。

在本发明一实施例中，所述发射探头与接收探头为线圈，且所述线圈直径为40-70mm。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过在第二钻井的每个钻井接收装置中设置至少两个接收探头，同时接收发射探头发射的电磁波，从而有效地减少地质信息探测中数据采集时的工作量。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明第一实施例的多井间地质信息的探测处理系统的结构示意图；

图2为本发明第二实施例的多井间地质信息的探测处理系统的结构示意图；

图3为本发明第三实施例的多井间地质信息的探测处理方法的流程示意图；

图4为本发明第五实施例的多井间地质信息的探测处理方法所应用的上述系统的结构示意图；

图5为本发明第五实施例的多井间地质信息的探测处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明第一实施例的多井间地质信息的探测处理系统的结构示意图，该系统应用于钻井间的工作区域，其包括：一个钻井发射装置111，至少一个钻井接收装置121和处理装置(未示出)。其中，钻井发射装置111，包括：发射探头113，设置在第一钻井中，用于发射电磁波。发射机112，与发射探头113相连接，用于控制发射探头113在发射时长内发射电磁波。

每个钻井接收装置121，其包括：接收机122和至少两个接收探头123。接收探头123，用于接收电磁波经岩土层介质传播后的场强值。接收机122，与每个接收探头123相连接，用于获取对应接收探头123接收到的场强值。

处理装置，分别与钻井接收装置121上的接收机122相连接，用于在采集并存储整个工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取钻井间的工作区域的地质信息。

在本实施例中，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理的具体实现方式可以为：通过电磁波层析成像方法对所存储的场强值进行处理，可得到实测场强交汇图和电磁波吸收系数分布图，其中实测场强交汇图是根据场强分布射线交会原理，对探测区域内不同射线实测场强值的网格归位，这样综合不同射线可以将探测区域内的衰减快、高吸收部分突现出来。实测场强交汇图中通常将高于平均场强值的区域用白色充填，这样对高吸收区进行剔除，即把异常位置突出出来供地质构造解释。另外，对于电磁波吸收系数分布图可进一步对探测区域内介质对电磁波的吸收系数进行反演，获得吸收系数分布图，根据吸收系数分布差异可确定异常区的范围及空间延展特征。地质解释时结合图件综合分析，确定出探查区域内主要构造异常区。最终获取多个钻井间的工作区域的地质信息。

本实施例中，该多井间地质信息的探测处理系统应用于钻井间的工作区域，包括一个钻井发射装置、至少一个钻井接收装置和处理装置，其中，该钻井发射装置，包括发射探头和发射机，其发射探头，设置在第一钻井中，用于发射电磁波，其发射机，与该发射探头相连接，用于控制发射探头在发射时长内发射电磁波。每个钻井接收装置，包括接收机和至少两个接收探头，其接收探头，设置在第二钻井中，用于接收电磁波经岩土层介质传播后的场强值，其接收机，与每个接收探头相连接，用于获取对应探头接收到的场强值。该处理装置分别与钻井接收装置上的接收机相连接，用于在采集并存储整个工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取该钻井间的工作区域的地质信息，由于是通过在钻井接收装置中设置有至少两个接收探头来同时接收发射探头发射的电磁波，并根据采集并存储的整个工作区域上的场强值来获取钻井间的工作区域的地质信息，因此，解决了现有技术中资源勘探过程中需要采集大量数据时，采用一发一收方式而导致数据采集工作量大，耗时长的问题，从而有效地减少地质信息探测时采集数据的工作量。

图2为本发明第二实施例的多井间地质信息的探测处理系统的结构示意图，在上述图1所示实施例的基础上，如图2所示，该钻井发射装置211还包括：第一电缆215和与第一电缆215相连接的第一绞车214。其中，该第一电缆215与该发射探头213相连接。

则发射机212还用于控制第一绞车214移动，以实现与第一电缆215相连接的发射探头213能上下移动。

其中，发射机212设置在第一钻井210边上的地面上。

对于每个钻井接收装置221，还包括：第二电缆225和与第二电缆225相连接的第二绞车224。

其中，第二电缆225与每个接收探头223相连接。则接收机222还用于控制第二绞车224移动，以实现与第二电缆225连接的每个接收探头223能上下移动。

其中，接收机设置在第二钻井220边上的地面上。

可选地，该处理装置还用于根据工作区域上的岩土层特征以及地质信息，确定工作区域中的异常区域。

可选地，处理装置可以为计算机或者处理软件。另外，该处理装置设置在野外或者室内。

可选地，发射时长大于或等于10s。

可选地，发射探头与接收探头均为线圈，且线圈直径为40-70mm。

图3为本发明第三实施例的多井间地质信息的探测处理方法的流程示意图，该方法应用于钻井间的工作区域，具体的，该方法的执行主体为上述系统中的处理装置，则该方法包括：

S301：采集并存储多个钻井接收装置上每个接收探头接收到的场强值。

其中，钻井接收装置中的接收探头设置在第二钻井中，并用于接收一个钻井发射装置发射的电磁波；钻井发射装置中的发射探头设置在除第二钻井之外的第一钻井中；场强值为钻井发射装置上的一个发射探头发射的电磁波经岩土层介质传播后的场强值。

在本实施例中，钻井发射装置和钻井接收装置均可以为上述图1或图2所示的装置，其实现原理相类似，此处不再赘述。

S302：在存储整个工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取钻井间的工作区域的地质信息。

本实施例中，该多井间地质信息的探测处理方法应用于钻井间的工作区域，包括处理装置采集并存储多个钻井接收装置上每个接收探头接收到的场强值，其中，钻井接收装置中的接收探头设置在第二钻井上，并用于接收一个钻井发射装置发射的电磁波；钻井发射装置中的发射探头设置在除第二钻井之外的第一钻井中；场强值为钻井发射装置上的一个发射探头发射的电磁波经岩土层介质传播后的场强值。处理装置在存储整个工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取多个钻井间的工作区域的地质信息。由于是通过在接收过程中设置有至少两个接收探头来同时接收发射探头发射的电磁波，并根据采集并存储的整个工作区域上的场强值来获取钻井间的工作区域的地质信息，因此，解决了现有技术中资源勘探过程中需要采集大量数据时，采用一发一收方式而导致数据采集工作量大，耗时长的问题，从而有效地减少地质信息探测时采集数据的工作量。

在本发明的第四个实施例中，在上述图3所示第三实施例的基础上，该方法还可以进一步包括：

根据工作区域上的岩土层特征以及的地质信息，确定工作区域中的异常区域。

另外，可选地，发射探头与接收探头为线圈，线圈直径为40-70mm。

图4为本发明第五实施例的多井间地质信息的探测处理方法所应用的上述系统的结构示意图，图5为本发明第五实施例的多井间地质信息的探测处理方法的流程示意图。本实施例中以3个钻井410、420、430为例。

具体的，图4所示的系统包括：

钻井发射装置411、至少一个钻井接收装置421，以及处理装置(未示出)。

具体的，钻井发射装置411，包括：发射探头413、发射机412、第一绞车414和第一电缆415。其中，发射机412与发射探头413相连接，第一电缆415与发射探头413相连接，第一绞车414和第一电缆415相连接，发射探头413设置在第一钻井中，发射机412设置在第一钻井边上的地面上。

其中，第一钻井为3个钻井中任意一个。在图4中，钻井410作为第一钻井。

钻井接收装置421，包括：接收机(未示出)、至少两个接收探头(未示出)、第二绞车(未示出)和第二电缆425。其中，接收机，与每个接收探头相连接，第二电缆与每个接收探头相连接，第二电缆425与第二绞车相连接，接收探头设置在第二钻井中，接收机设置在第二钻井边上的地面上。

其中，第二钻井为第一钻井之外的其余钻井。在图4中钻井420和钻井430作为第二钻井。

另外，处理装置，分别与钻井接收装置421上的接收机相连接。

可选的，假设每个钻井深度为150m，每个钻井接收装置421中共设置8个接收探头，从下到上，依次标记为第一接收探头1、第二接收探头2、第三接收探头3、第四接收探头4、第五接收探头5、第六接收探头6、第七接收探头7和第八接收探头8；在地质信息探测时，设置发射探头413在距离地面50-100m之间移动，多个接收探头在距离地面0-100m之间移动。

可以理解的是，发射探头413与接收探头可以设置在钻井中的任意位置。设置的位置与需要获得地质信息的准确度有关。准确度要求越高，则要求发射探头移动的范围越大，各个接收探头移动的范围越大。

可以理解的是，本发明中的钻井数不限于3个，接收探头数不限于8个。

结合图4，如图5所示，该方法包括：

步骤S501：发射机根据第一钻井与第二钻井的间距d，设定发射探头位置，选择发射频率和发射时长，并控制发射探头发射电磁波。

其中，具体的发射频率根据第一钻井与第二钻井的间距d选择，低频穿透距离远，高频穿透距离近。可选的是，发射时长为大于或等于10s。

另外，在本实施例中，假设发射探头移动间隔d1为2m，各个接收探头间隔d2为5m。

步骤S502：钻井接收装置421中的接收机获取由对应的接收探头接收到的电磁波经岩土层介质传播后的场强值。

在本实施例中，以钻井接收装置421中的第一接收探头1设置于距离地面100m处为例，根据各个接收探头间隔为5m可知，第二接收探头2设置于距离地面95m处，第三接收探头3设置于距离地面90m处，依次类推，第八接收探头8设置于距离地面65m处。

步骤S503：保持钻井接收装置421中的接收探头不动，发射机控制第一绞车移动，以实现与第一电缆连接的发射探头沿着钻井井孔根据发射探头移动间隔d1移动，移动至下一发射点处后，再次发射电磁波。

在本实施例中，下一发射点设置于距离地面98m处。

步骤S504：钻井接收装置421中的接收机获取由对应的接收探头接收到的电磁波经岩土层介质传播后的场强值，重复上述步骤S503，直至发射探头移动结束。

在本实施例中，发射探头移动结束说明将发射探头移至距离地面50m处。

步骤S505：钻井接收装置421中的接收机改变对应的接收探头的位置，并执行上述步骤S501-S505，直至覆盖所有接收段。

在本实施例中，改变接收探头的位置的方式，具体为：接收机控制第二绞车移动，以实现与第二电缆连接的接收探头沿着钻井井孔根据接收探头移动间隔d1，移动至下一接收段处后，再次接收电磁波。

在本实施例中，覆盖所有接收段，即第一接收探头移至距离地面0m处。

步骤S506：处理装置采集并存储第二钻井中接收机获取的全部场强值。

步骤S507：在对钻井接收装置421和钻井发射装置422的位置进行变化后，重复执行上述步骤，直至处理装置采集并存储整个工作区域的场强值。

在本实施例中，对钻井接收装置和钻井发射装置的位置进行变化具体为：人工将钻井接收装置与钻井发射装置进行互换，例如，将钻井接收装置421放入钻井410和钻井420中，钻井发射装置放入钻井430中。此时，钻井430为第一钻井，钻井410和钻井420为第二钻井。直至所有互换方式都实现。

步骤S508：处理装置在存储整个工作区域上的场强值后，利用电磁层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取钻井间的工作区域的地质信息。

在本发明实施例中，通过钻井之间的功能互换，可以获得交叉覆盖的数据，对于提高电磁层析图像质量具有重要意义，提高图像质量的分辨率,能够进一步提高井间地质信息判断的准确性。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种多井间地质信息的探测处理系统，应用于钻井间的工作区域，其特征在于，包括：一个钻井发射装置，至少一个钻井接收装置和处理装置；其中，

所述钻井发射装置，包括：

发射探头，设置在第一钻井中，用于发射电磁波；

发射机，与所述发射探头相连接，用于控制所述发射探头在发射时长内发射电磁波；

每个所述钻井接收装置，包括：接收机和至少两个接收探头；

所述接收探头，设置在第二钻井中，用于接收所述电磁波经岩土层介质传播后的场强值；

所述接收机，与每个所述接收探头相连接，用于获取对应探头接收到的场强值；

所述处理装置，分别与所述钻井接收装置上的接收机相连接，用于在采集并存储整个所述工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取所述钻井间的所述工作区域的地质信息；

所述发射时长大于或等于10s；

所述发射探头与所述接收探头均为线圈，且所述线圈直径为40-70mm；

所述钻井发射装置还包括：第一电缆和与所述第一电缆相连接的第一绞车；其中，所述第一电缆与所述发射探头相连接；

则所述发射机还用于控制所述第一绞车移动，以实现与所述第一电缆相连接的所述发射探头能上下移动；

对于每个所述钻井接收装置，所述钻井接收装置还包括：第二电缆和与所述第二电缆相连接的第二绞车；其中，所述第二电缆与每个所述接收探头相连接；

则所述接收机还用于控制所述第二绞车移动，以实现与所述第二电缆连接的每个所述接收探头能上下移动。

2.根据权利要求1所述的多井间地质信息的探测处理系统，其特征在于，所述处理装置还用于根据所述工作区域上的岩土层特征以及所述的地质信息，确定所述工作区域中的异常区域。

3.一种多井间地质信息的探测处理方法，应用于钻井间的工作区域，其特征在于，包括：

采集并存储多个钻井接收装置上每个接收探头接收到的场强值；

其中，所述钻井接收装置中的所述接收探头设置在第二钻井中，并用于接收一个钻井发射装置发射的电磁波；所述钻井发射装置中的发射探头设置在除所述第二钻井之外的第一钻井中；所述场强值为所述钻井发射装置上的一个发射探头发射的电磁波经岩土层介质传播后的场强值；所述电磁波是所述钻井发射装置中的发射机控制所述发射探头在发射时长内发射的，所述发射时长大于或等于10s；

所述发射探头与所述接收探头均为线圈，且所述线圈直径为40-70mm；

所述钻井发射装置还包括：第一电缆和与所述第一电缆相连接的第一绞车；其中，所述第一电缆与所述发射探头相连接；则所述发射机还用于控制所述第一绞车移动，以实现与所述第一电缆相连接的所述发射探头能上下移动；所述钻井接收装置还包括：第二电缆和与所述第二电缆相连接的第二绞车；其中，所述第二电缆与每个所述接收探头相连接；则所述钻井接收装置中的接收机还用于控制所述第二绞车移动，以实现与所述第二电缆连接的每个所述接收探头能上下移动；在存储整个所述工作区域上的场强值后，利用电磁波层析成像方法，对所存储的场强值进行处理，获取所述钻井间的所述工作区域的地质信息。

4.根据权利要求3所述的多井间地质信息的探测处理方法，其特征在于，还包括：

根据所述工作区域上的岩土层特征以及所述的地质信息，确定所述工作区域中的异常区域。