CN105158806A - 一种地层电特性探测方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种地层电特性探测方法，包括产生高频电信号；将高频电信号施加在地层被测目标上；接收地层响应电信号；对地层响应电信号进行分析计算得到电特性参数，所述电特性参数包括介电常数和电阻率。除了地层电阻率，还包括地层介电常数，从而使得对于地层的电特性反映更加丰富、有效。

Description

一种地层电特性探测方法及装置

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，尤其是一种地层电特性探测方法及系统。

背景技术

地层电特性探测，对于地层物理特性的认识，进而对地层含油、气、水饱和度的评价至关重要。目前，获取地层电性参数的探测仪器主要有电极型探测器和线圈型探测器两类；其中，电极型探测器的优点是测量动态范围大，能够覆盖绝大部分不同岩性地层，特别是对于高阻地层的评价精确，并且对于地层细节特征的反映更加精细等。然而，由于在技术实现上的复杂性，目前国内外的电极型探测器是采取低频设计，探测的物性参数也主要是地层电阻率信息；随着油气田勘探条件和环境的日益复杂，低频地层电特性探测器越来越难以满足实际测井要求，因而，具有更高适应性以及良好探测特性仪器的设计和研发显得尤为重要。

目前在电极型地层电探测器工作电路的设计上采取低频率工作模式是主流，低频工作模式在技术实现上难度较小。在低频情况下，由于位移电流远小于传导电流。因此，低频地层探测器的使用条件受到较大限制，仅能在水基泥浆环境下进行测量。现阶段，随着深水勘探开发活动的迅速扩展，非导电性的油基泥浆和人工合成泥浆得到了广泛应用。以往采用直流电或低频电流的地层探测器对于非导电性泥浆介质环境，由于极板与地层间存在的大电阻率泥浆介质阻碍，传导电流几乎无法流进地层，无法保证电流的连续性，从而无法探测到地层信息，导致仪器无法使用。

目前主流的电极型地层电特性探测器由于采取低频工作模式，低频电流主要由传导电流构成，几乎可以忽略位移电流在整个回路中的作用，导致介电常数对地层响应的影响可以忽略不计，只记录下地层电阻率信息。无法获取地层介电常数这一重要电性参数，对于地层电特性的描述不够全面，而低频工作模式下则完全摒弃了地层介电常数信息，不利于地质解释人员对储层进行全面的评价解释，导致对于地层的认识和评价存在缺陷。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种地层电特性探测方法，

包括：

产生高频电信号；

将高频电信号施加在地层被测目标上；

接收地层响应电信号并处理；

对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析计算得到电特性参数，所述电特性参数包括介电常数和电阻率。

可选地，产生高频电信号之后，包括：对产生的高频电信号进行功率放大处理，再将功率放大后的高频电信号施加在地层被测目标上。

可选地，接收地层响应电信号并处理，包括：

接收所述高频电信号；

将所述接收的高频电信号与所述接收的地层响应电信号分别进行幅度与相位比较处理，得到幅度模拟信号与相位模拟信号；

分别对所述幅度模拟信号与所述相位模拟信号进行模数转换，生成幅度数字信号与相位数字信号。

可选地，在所述对所述地层响应电信号分别进行幅度与相位检测的步骤之前，包括：对所述地层响应电信号的幅度进行放大处理。

可选地，对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析计算得到电特性参数之后，还包括：对所述电特性参数进行成像处理，生成所述电特性参数的二维图像。

一种地层电特性探测系统，包括高频电信号产生模块、高频电信号发送模块、接收模块、数据处理与通讯模块；

所述高频电信号产生模块用于产生高频电信号；

所述高频电信号发送模块用于将高频电信号施加在地层被测目标上；

所述接收模块，用于接收地层响应电信号并处理；

所述数据处理与通讯模块与所述接收模块相连，用于对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析运算得到电特性参数，所述电特性参数包括介电常数和电阻率。

可选地，所述高频电信号发送模块包括发射电极，所述高频电信号发送模块接收高频电信号产生模块发送过来的高频电信号后，先对高频电信号进行功率放大处理，再将功率放大后的高频电信号通过发射电极施加在被测目标上。

可选地，所述接收模块用于接收地层响应电信号并处理，包括：

接收电极，用于接收地层响应电信号并发送给幅度/相位检测模块；

所述幅度/相位检测模块，用于接收所述高频电信号；

将所述接收的高频电信号与所述接收的地层响应电信号分别进行幅度与相位比较处理，

得到幅度模拟信号与相位模拟信号并输出；

分别与幅度/相位检测模块相连的第一模数转换器、第二模数转换器，其中：

所述第一模数转换器用于将所述幅度模拟信号转换为幅度数字信号；

所述第二模数转换器用于将所述相位的模拟信号转换为相位数字信号。

可选地，所述接收模块还包括连接在接收电极与幅度/相位检测模块之间的选择装置，及并连在所述选择装置和接收电极之间的第二放大器、第三放大器和第四放大器；

所述第二放大器、第三放大器、第四放大器分别用于对所述地层响应电信号进行幅度放大处理，放大倍数各不相同；

所述数据处理与通信模块还与选择装置相连，用于控制所述选择装置选择所述第一放大器或者第二放大器或者第三放大器对接收的所述地层响应电信号的幅度进行放大。

可选地，还包括图像处理模块，所述图像处理模块用于将所述电特性参数进行处理，生成电特性参数的二维图像。

上述方案对井眼环境的适应性强，不仅能够实现在导电性水基泥浆环境下测量，也能在非导电型油基泥浆或者人工合成钻井泥浆环境下进行测量。同时，能够提供更多的地层电性参数，有利于对地层的全面准确评价。

附图说明

图1为本发明的一种地层电特性探测方法流程图；

图2为本发明的一种地层电特性探测系统图；

图3为高频地层探测器电子线路结构框图；

图4为高频地层探测器信号电流示意图；

图5为电容耦合法等效电路简图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1示出了本发明的一种地层电特性探测方法流程图，包括：

步骤1：产生高频电信号；

步骤2；将高频电信号施加在地层被测目标上；

步骤3：接收地层响应电信号并处理；

步骤4：对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析计算得到电特性参数，所述电特性参数包括介电常数和电阻率。

可以采用直接数字式频率合成器DDS(DirectDigitalSynthesizer)来产生高频电信号。对目标地层进行激发，产生高频电流，基于高频电信号的电容耦合原理形成连续回路。

可选地，产生高频电信号之后，包括：对产生的高频电信号进行功率放大处理，再将功率放大后的高频电信号施加在地层被测目标上。

可选地，接收地层响应电信号并处理，包括：

接收所述高频电信号；

将所述接收的高频电信号与所述接收的地层响应电信号分别进行幅度与相位比较处理，得到幅度模拟信号与相位模拟信号；

分别对所述幅度模拟信号与所述相位模拟信号进行模数转换，生成幅度数字信号与相位数字信号。

可选地，在所述对所述地层响应电信号分别进行幅度与相位检测的步骤之前，包括：对所述地层响应电信号的幅度进行放大处理。

可选地，对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析计算得到电特性参数之后，还包括：对所述电特性参数进行成像处理，生成所述电特性参数的二维图像。

图2为本发明的一种地层电特性探测系统图；

一种地层电特性探测系统，包括高频电信号产生模块201、高频电信号发送模块202、接收模块203、数据处理与通讯模块204；

所述高频电信号产生模块201用于产生高频电信号；

所述高频电信号发送模块202用于将高频电信号施加在地层被测目标上；

所述接收模块203，用于接收地层响应电信号并处理；

所述数据处理与通讯模块204与所述接收模块203相连，用于对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析运算得到电特性参数，所述电特性参数包括介电常数和电阻率。

图3为高频地层探测器电子线路结构框图；

另外，数据处理与通讯模块204还与高频信号产生模块201通过串口相连，还用于实现对高频信号产生模块201的控制；

数据处理与通讯模块204还与选择装置111相连，用于实现对信号不同放大倍数的选择。

可选地，所述高频电信号发送模块202包括发射电极，所述高频电信号发送模块202接收高频电信号产生模块201发送过来的高频电信号后，先对高频电信号进行功率放大处理，再将功率放大后的高频电信号通过发射电极施加在被测目标上。

可选地，所述接收模块203用于接收地层响应电信号并处理，包括：

接收电极，用于接收地层响应电信号并发送给幅度/相位检测模块102；

幅度/相位检测模块102，用于接收所述高频电信号；

将所述接收的高频电信号与所述接收的地层响应电信号分别进行幅度与相位比较处理，得到幅度模拟信号与相位模拟信号并输出；

分别与幅度/相位检测模块102相连的第一模数转换器114、第二模数转换器115，其中：

所述第一模数转换器114用于将所述幅度模拟信号转换为幅度数字信号；

所述第二模数转换器115用于将所述相位的模拟信号转换为相位数字信号。

可选地，所述接收模块203还包括连接在所述接收电极与所述幅度/相位检测模块102之间的选择装置111，及并连在所述选择装置111和所述接收电极之间的第二放大器108、第三放大器109和第四放大器110；

所述第二放大器108、第三放大器109、第四放大器110分别用于对所述地层响应电信号进行幅度放大处理，放大倍数各不相同；

所述数据处理与通信模块104还与选择装置111相连，用于控制所述选择装置111选择所述第二放大器108或者第三放大器109或者第四放大器110，对接收的所述地层响应电信号的幅度进行放大。

高频电信号产生模块201就是图3中的信号产生模块101；

高频电信号发送模块202包括图3中的功率放大模块105；

发送模块202还包括发送电极，图3中并没有显示；

接收模块203包括图3中的第二运算放大器108、第三运算放大器109、第四运算放大器110、选择装置111、幅度/相位检测模块102、幅度ADC114、相位ADC115；

接收模块203还包括：第一运算放大器107、衰减器120、第一比较器110、第二比较器121；

衰减器106可以认为属于接收模块203；

接收模块203还包括接收电极，图3中并没有显示；

接收电极用于接收地层响应电信号。

在接收电极与选择装置111之间，并联有第二运算放大器108、第三运算放大器109、第四运算放大器110；

数据处理与通讯模块204就是图3中的数据处理与通讯模块104；数据处理与通讯模块204还用于通过外接口119与其他设备相连。

所述高频电信号产生模块包括直接数字式频率合成器DDS(DirectDigitalSynthesizer)，用于产生高频电信号。

可选地，还包括图像处理模块，所述图像处理模块用于将所述电特性参数进行处理，生成电特性参数的二维图像。

本发明的目的是克服现有低频地层探测器技术的不足，提供一种高频地层探测器技术。

高频地层电性探测器由电子线路和探头组成。

电子线路部分包括信号产生模块101、幅度/相位检测模块102、主控制模块103、数据处理与通讯模块104。

还包括功率放大模块105、衰减器106；信号产生模块101产生高频电信号，高频电信号，一路输出给功率放大模块105，一路输出给衰减器106；

图中，包括四个集成运算放大器，分别为107、108、109、110；

图中的四个集成运算放大器分别省略了反馈电阻；放大倍数依次为1、1、100、1000；

衰减器106的输出端连接第一放大器107的第一输入端，第一放大器107的第二输入端接地，图中，包括被测目标112，取样电阻113，被测目标用112表示，被测目标112的一端通过取样电阻113接地，另一端连接功率放大模块115；也就是说，高频电信号通过功率放大模块115后，施加在了被测目标112上。

当高频电信号施加在被测目标112后，由于被测目标112本身具备电阻，从而会消耗一定的电流值，这个电流值就相当于响应的信号，测量取样电阻113的电压，就相当于获取被测目标112的响应信号。

还包括第二放大器108，第二放大器108的第一输入端连接取样电阻113与被测目标112之间，第二输入端接地，输出端连接开关111；

输出端输出的信号是第一输入端的信号，经过放大，108的放大倍数为1，也就是说，108输出端输出的信号就是第一输入端的信号；

第三放大器109，第一输入端连接取样电阻113与被测目标112之间，第二输入端接地，输出端连接开关111；

输出端输出的信号是第一输入端的信号经过放大之后的信号，109的放大倍数为100，也就是说，109输出端输出的信号就是其第一输入端的信号放大100倍后的信号；

第四放大器110，第一输入端连接取样电阻113与被测目标112之间，第二输入端接地，输出端连接开关111；

输出端输出的信号是第一输入端的信号经过放大之后的信号，110的放大倍数为1000，也就是说，110输出端输出的信号就是其第一输入端的信号放大1000倍后的信号；

图中，三个放大器108、109、110中，每一个放大器的第一输入端的信号，就是取样电阻113的电压。

也就是说，开关111设置4个档位，

当拨到第一个档位，接通的是第一放大器的输出端；

当拨到第二个档位，接通的是第二放大器的输出端；

当拨到第三个档位，接通的是第三放大器的输出端；

当拨到第四个档位，接通的是第四放大器的输出端；

放大器107的输入端连接的衰减器106输出的信号，也就是信号产生模块101产生的信号经过衰减处理后的信号，所以可以认为放大器107输出的信号作为基准信号。

工作动态过程：

选择装置111，可以为多档的开关，

测前检测时，开关111拨到107，实测时，开关111在运算放大器108-110之间切换，

开关111先打到107，107的输出的信号做基准，然后开关打到108-110之中的一个；拨到107的意义在于电路自检测，

基准的意义：用于电路采集通道的自校准；数据处理与通讯模块104控制开关111切换，自校准时切换到107，实际测量时根据比较结果选择108-110中的一路。

数据处理与通讯模块104控制信号产生模块101，可以控制高频电信号的产生，

比如，开关111连接了放大器108，108的放大倍数是1，此时，数据处理与通讯模块104发现地层响应电信号并不理想，有两种办法，一种是切换放大器，比如切换到109或者110，另一个办法是通知信号产生模块101，命令信号产生模块101增大高频电流的幅度，从而可以增大地层响应电流的幅度，从而也能改善测量效果。

高频电信号产生模块101反馈给幅度相位检测模块102，经过了两路，一路是经过衰减器106后，经过放大器107，再经过开关111，进入到检测模块102；

这一路用于电路自校准，仅检测电路本身状态时才选通，这样设计的目的是进行电路本身的自检测，以便检验电路在不同的环境下工作是否正常。

另一路是经过功率放大器105再经过衰减器120后，进入到检测模块幅度/相位检测模块102；这一路始终工作。

因为第一放大器107的放大倍数为1，第一输入端连接衰减器106的输出端，所以第一放大器107输出端的信号，就是信号发生器发出的高频电信号经过衰减器106衰减后的信号，

因为第二放大器108的放大倍数为1，第一输入端为电阻113的电压，所以第二放大器108输出端的信号，就是取样电阻113的电压信号，

因为第三放大器109的放大倍数为100，第一输入端为取样电阻113的电压，所以第三放大器109输出端的信号，就是放大100倍之后的取样电阻113的电压信号，

因为第四放大器110的放大倍数为1000，第一输入端为取样电阻113的电压，所以第四放大器110输出端的信号，就是放大1000倍之后的取样电阻113的电压信号。

选择装置111，也称为开关111，接通后，一路连接幅度/相位检测模块102，另一路连接第二比较器121；第二比较器121的输出连接数据处理与通信模块104；

功率放大模块105，输出的一路施加在被测目标对象112上，另一路输

送到衰减器120，经过处理后一路输出给幅度/相位检测模块102，作为基准或者电路校零使用；另一路输出给第一比较器110；第一比较器110的输出端连接数据处理与通信模块104；

两个比较器可以为电压比较器，

电压比较器的功能：比较电压的大小。广泛用于各种报警电路。输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，输出电压只有高电平和低电平两种情况。

幅度/相位检测模块102对输入的信号进行检测，一路信号为开关111传送过来的信号，这一路暂且称为响应电信号；另一路信号为衰减器120传送过来的信号，这一路暂且成为原高频电信号，

具体的检测过程是：

从幅度的角度，将响应的电信号与原高频电信号进行比较处理，输出一组模拟信号，这一组模拟信号是将响应电信号幅度与原高频电信号幅度进行比较而得到，暂且称为幅度模拟信号；

从相位的角度，将响应的电信号与原高频电信号进行比较处理，输出一组模拟信号，这一组模拟信号是将响应电信号的相位与原高频电信号的相位进行比较处理而得到，暂且称为相位模拟信号；

输出两路信号，一路为幅度模拟信号，一路为相位模拟信号，幅度模拟信号输送到幅度ADC模块114，也就是幅度模数转换模块，用于将幅度模拟信号转换为幅度数字信号；转换完成后，将数字信号输送到数据处理与通信模块104；

另一路相位模拟信号，输送到相位ADC模块115，也就是相位模数转换模块，用于将相位模拟信号转换为相位数字信号；转换完成后，将相位数字信号输送到数据处理与通信模块104；

数据处理与通信模块104，接收到幅度数字信号与相位数字信号。

通过接口119，发送给上位机，上位机中具备图像处理模块，进行二维的成像处理，输出二维图像，包括电阻率与介电常数的二维图像。

衰减器120，用于将输入的信号进行衰减，为后续计算相位和幅度使用。

信号经过衰减器120处理后，信号强度减小到30dB。衰减器120向幅度/相位检测模块102输出的信号，其中既有幅度信息又有相位信息；

地层响应信号通过开关111输入到幅度/相位检测模块102也是既包括幅度信息，也包含相位信息。

需要特别说明的是，第一比较器110中，事先存储了一个标准值，从衰减器120接收到的高频电信号需要与标准值做比较，标准值是幅度/相位检测模块102所要求的，也就是说，进入到幅度/相位检测模块102的信号，要符合一定的标准，不合格的，就要做出调整。

需要特别说明的是，第二比较器121的工作原理同第一比较器110，响应的高频电信号在进入到幅度/相位检测模块102之前，也要与标准值进行比较，合格的，才能进入到幅度/相位检测模块102，不合格的，需要做出调整。

比如，数据处理与通信模块104，收到第一比较器110发出的电信号后，根据比较器发出的信号判断信号是否超出幅度/相位检测器输入要求，如果超出则需要改变信号产生模块产生的高频电信号的幅度。

比如，数据处理与通信模块104，收到第二比较器121发出的电信号后，根据比较器发出的信号判断信号是否超出幅度/相位检测器102的输入要求，如果超出则需要切换放大器108、109、110以作调整，或者改变信号产生模块发射幅度等。

还包括温度传感器116、电流传感器117、电压传感器118，分别用于检测仪器电路的温度、电流、电压；将测量的电信号传送给主控制模块103；

仪器电路的温度指主控制模块、数据处理与通讯模块等所在的仪器腔内温度，检测电压电流为仪器所有需供电电路板的直流电源电压及电流。

主控制模块103与数据处理与通讯模块104的通讯是双向的。主控制模块接收来自数据处理与通讯模块104来的数据、命令字，进行打包处理、命令解析等，然后发送给数据处理与通讯模块104进行发送和命令执行。

主控制模块103输出信号给数据处理与通讯模块104；用于控制数据处理与通讯模块104工作，

比如，当温度传感器测得的温度过高时，主控制模块103发出命令给数据处理与通讯模块104，数据处理与通讯模块104然后将温度信息上传给地面操作人员，以决定仪器工作状态、电路保护等。

数据处理与通讯模块104还与外接口119连接，通过外接口119发送或者接收数据。

对地层响应信号进行分析计算得到电特性参数，包括：利用反演算法对接收的地层响应电信号进行计算，计算后得到电特性参数。

本发明的目的是克服现有低频地层探测器技术的不足，提供一种高频地层探测器技术。

优化后的电子线路设计，在极板部分采用数字化处理，减少了信号线之间的耦合干扰，大大提高了信号的信噪比，减少了模拟信号的交叉干扰，优化了仪器处理能力，使其不仅能获得高质量的地层信息资料，而且也提高其适应不同泥浆环境的能力和可靠性。

探头部分由极板采集模块等组成。高频电信号源由信号产生模块激发，该模块能够产生MHz的信号发射源。利用这一高频电流源信号，实现了仪器在非导电性泥浆环境中电流的连续性。

在高频情况下，位移电流相对传导电流占主导作用。高频地层探测器的测量中采用了电容耦合法这一新颖的物探方法，它主要利用电容向地层供电。

图4展示了高频地层探测器测量原理简图，高频交流电越过高阻的泥浆阻碍由钮扣发射电极表面进入地层，并穿过回路电极与地层的高阻泥浆阻碍回到回路电极表面，形成了一个良好的回路，从而实现对地层信息的探测。

如图4所示，1表示泥浆层，2表示回路电极，3表示待测地层，4表示极板，5表示上排钮扣电极，6表示下排钮扣电极。

如图5所示，整个物理过程可以等效为电容耦合法等效电路简图。等效电路构成包括低压电源1、发射电极与地层间的电容C_g2、地层等效电阻由电容C_f3和R_f4、地层与回路电极间的电容C_r5。通过上下两排钮扣发射电极加一定频率的交流电压，经电阻转换为交流电流，通过发射电极和地层间油膜(等效为一个电容2)的电容耦合作用，向地层输入一定的交变电流，这个电流通过电容耦合作用在回路电极产生一个与发射电流同频率的交流电压，在扣除油膜的影响后，这个电压和两极板间的地层电阻率及发射电流成比例关系，即：

$\mathrm{\ρ}=K\frac{\mathrm{\δ}V}{I}$

式中：ρ为地层电阻率；K为仪器常数；δV为测量的电位差；I为发射电流。

高频地层电特性探测器的设计有效提高了对于井眼环境的适应性；既可以应用于导电性水基泥浆测量环境，又可以应用于非导电性油基泥浆和人工合成泥浆测量环境。

在高频情况下，电流包含位移电流和传导电流两部分，其中以位移电流为主，此时，地层响应综合了地层电阻率和地层介电常数信息的影响。利用这一特性，通过建立电流响应与地层电阻率和地层介电常数的关系，可以通过相关反演算法，从实际的地层响应中同时反演得到地层的电阻率参数和地层介电常数。在不增加测井成本的情况下，通过单纯的数据处理算法获得额外的介电常数信息，充分发挥了高频测量的优势，增加了所探测地层参数的数量；除了地层电阻率，还包括地层介电常数，从而使得对于地层的特性反映更加丰富、有效。

仪器测量时采取多极板多钮扣电极阵列扫描测量的方式，沿井的纵向、周向、径向大量采集地层信息，因此，能够对地层进行区分不同方位的二维测量，从而在电缆牵引进行深度移动的条件下能够对地层进行垂向和周向的二维探测。探测信息传输到井上以后通过图像处理技术得到井壁某一探测深度范围以内的二维电阻率图像和二维介电常数图像，以及其它统计参数。更为丰富的地层信息的获得为储层评价走向精细、深入提供了条件。

1、与传统电极型地层电特性探测器相比，该发明所采用的频率属于高频范围；仪器电子线路设计的复杂度和技术实现难度提高，但明显扩充了仪器的使用范围，不仅能够实现在导电性水基泥浆环境下测量，也能在非导电性油基泥浆或者人工合成钻井泥浆环境下进行测量。

2、与传统电极型地层电特性探测器相比，该高频探测器功能有明显增加；除了能够测量地层电阻率参数，还增加了对于地层介电常数信息的探测。

3、传统的对于地层进行定量测量的电特性探测器仅能够提供一维测量曲线，而该探测器除了常规的一维测量曲线，还能够提供二维的电阻率图像和二维的介电常数图像。

高频地层电特性探测器的设计有效提高了对于井眼环境的适应性；既可以应用于导电性水基泥浆测量环境，又可以应用于非导电性油基泥浆和人工合成泥浆测量环境。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种地层电特性探测方法，其特征在于，包括

产生高频电信号；

将高频电信号施加在地层被测目标上；

接收地层响应电信号并处理；

对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析计算得到电特性参数，所述电特性参数包括介电常数和电阻率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生高频信号之后，包括：对产生的高频电信号进行功率放大处理，再将功率放大后的高频电信号施加在地层被测目标上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收地层响应电信号并处理，包括：

接收所述高频电信号；

将所述接收的高频电信号与所述接收的地层响应电信号分别进行幅度与相位比较处理，

得到幅度模拟信号与相位模拟信号；

分别对所述幅度模拟信号与所述相位模拟信号进行模数转换，生成幅度数字信号与相位数字信号。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述对所述地层响应电信号分别进行幅度与相位检测的步骤之前，包括：对所述地层响应电信号的幅度进行放大。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析计算得到电特性参数之后，还包括：对所述电特性参数进行成像处理，生成所述电特性参数的二维图像。

6.一种地层电特性探测系统，其特征在于，包括高频电信号产生模块、高频电信号发送模块、接收模块、数据处理与通讯模块；

所述高频电信号产生模块用于产生高频电信号；

所述高频电信号发送模块用于将高频电信号施加在地层被测目标上；

所述接收模块，用于接收地层响应电信号并处理；

所述数据处理与通讯模块与所述接收模块相连，

用于对经过处理后的所述地层响应电信号进行分析运算得到电特性参数，所述电特性参数包括介电常数和电阻率。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述高频电信号发送模块包括发射电极，所述高频电信号发送模块接收高频电信号产生模块发送过来的高频电信号后，先对高频电信号进行功率放大处理，再将功率放大后的高频电信号通过发射电极施加在被测目标上。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述接收模块用于接收地层响应电信号并处理包括：

接收电极，用于接收地层响应电信号并发送给幅度/相位检测模块；

所述幅度/相位检测模块，用于接收所述高频电信号；将所述接收的高频电信号与所述接收的地层响应电信号分别进行幅度与相位比较处理，得到幅度模拟信号与相位模拟信号并输出；

分别与幅度/相位检测模块相连的第一模数转换器、第二模数转换器，其中：

所述第一模数转换器用于将所述幅度模拟信号转换为幅度数字信号；

所述第二模数转换器用于将所述相位的模拟信号转换为相位数字信号。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述接收模块还包括连接在所述接收电极与所述幅度/相位检测模块之间的选择装置；及并连在所述选择装置和所述接收电极之间的第二放大器、第三放大器和第四放大器；

所述第二放大器、第三放大器、第四放大器分别用于对所述地层响应电信号进行幅度放大处理，放大倍数各不相同；

所述数据处理与通信模块还与选择装置相连，用于控制所述选择装置选择所述第二放大器或者第三放大器或者第四放大器，对接收的所述地层响应电信号的幅度进行放大。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括图像处理模块，所述图像处理模块用于将所述电特性参数进行处理，生成电特性参数的二维图像。