CN107956468A - 油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于地层勘探成像技术领域，将该系统安装于现有油基泥浆电成像测井仪后，可实现油基泥浆电成像测井仪在不同井眼环境条件下根据现场实验数据和自适应算法，权衡多方面的因素确定最佳测量信号频率，从而获得更好的测量结果。油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，包括：控制单元，控制单元的输出端连接设置有数字频率合成电路，控制单元的输入端连接设置有数模转换电路；数字频率合成电路与信号放大电路相连接；前置放大电路顺次与信号处理单元、数模转换电路相连接。
Description
技术领域
本发明属于地层勘探成像技术领域，尤其涉及一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统。
背景技术
目前油基泥浆电成像测井仪，无论哈里伯顿的OMRI和斯伦贝谢的第一代油基泥浆电成像OBMI，还是阿特拉斯的EARTH IMAGER和斯伦贝谢的新一代油基泥浆电成像NGI固定的测量频率。目前国内油基泥浆电成像技术并没有成熟应用于现场的新闻报道，更没有关于油基泥浆电成像频率自适应的专利和文献。
油基泥浆电成像测井时，如果从穿透的角度来讲，信号频率越高越好，但随着信号频率的增加，地层介电常数的影响也越大，这是所不希望的。所以在研制仪器的过程中，只能通过一系列的实验数据权衡多方面的影响因素，确定在大多数情况下都能够满足需要的相对理想的信号频率。比如哈里伯顿的OMRI、阿特拉斯的EARTH IMAGER、斯伦贝谢的OBMI、NGI油基泥浆电成像测井仪，均选择并采用了固定的信号频率。如果想得到更好的测量效果，必须尽可能的采用最理想的信号频率。实际上，在不同的泥浆电阻率、泥浆介电常数、地层电阻率和地层介电常数井眼环境条件下，这个理想频率并不是固定不变的。使用非最佳频率进行测量时，测量的精度和误差会加大，降低信噪比，井壁的实际地层信息会埋没在噪声里，体现在成像效果上就是噪点增加，清晰度下降。测量效果无法保证，不能满足地球物理勘探的需要。
发明内容
本发明提供了一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，将该系统可实现油基泥浆电成像测井仪在不同井眼环境条件下根据现场实验数据和自适应算法，确定最佳测量信号频率，提高测量精度、信噪比，从而获得更好的测量结果。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，包括：
控制单元，控制油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统中其他电路的运行；
数字频率合成电路，接收来自控制单元的控制字，并根据控制字的内容产生相应的频率信号；
功率放大电路，对数字频率合成电路产生的频率信号进行功率放大；
前置放大电路，对来自地层的小信号进行接收和放大处理；
信号处理单元，对来自前置放大电路的信号进一步处理成适合数模转换的信号；
模数转换电路，对来自信号处理单元的信号进行模数转换；
进一步的，还包括：
远程控制中心，远程控制中心中安装有实现自适应策略的算法和软件。
较为优选的，所述控制单元由实现控制功能的硬件和嵌入式软件构成。
较为优选的，所述数字频率合成电路包括直接数字频率合成电路和低通滤波电路。
较为优选的，所述信号放大电路包括电流电压信号转换电路、幅度放大电路、混频电路和功放电路。
较为优选的，所述信号处理单元包括滤波电路、信号放大电路、相位差测量电路、幅度测量电路。
本发明提供了一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其中该频率自适应系统包括远程控制中心、控制单元、数字频率合成电路、信号放大电路、前置放大电路、信号处理单元、数模转换电路等结构单元。具有上述结构的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，可实现油基泥浆电成像测井仪在不同井眼环境条件下根据现场实验数据和自适应算法，确定最佳测量信号频率，从而获得更好的测量结果。
附图说明
图1为本发明提供的一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统的结构示意图；
图2为本发明提供的一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统中数字频率合成电路的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，将该系统可实现油基泥浆电成像测井仪在不同井眼环境条件下根据现场实验数据和自适应算法，确定最佳测量信号频率，提高测量精度、信噪比，从而获得更好的测量结果。
如图1所示，本发明提供了一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其中该油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统包括有控制单元1、控制单元1的输出端连接设置有数字频率合成电路2、数字频率合成电路2的输出端连接信号放大电路3；以及前置放大电路4，前置放大电路4的输出端连接设置有信号处理单元5，信号处理单元5的输出端连接设置有数模转换电路6，数模转换电路6的输出端与控制单元1的输入端相连接。另外，作为本发明一种较为优选的实施方式，控制单元1还与远程控制中心7通讯连接，远程控制中心7安装有实现自适应策略的算法和软件，用于负责整个系统的自适应算法和自适应策略的实现。
进一步结合上述结构对本发明提供的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统其工作过程进行一下描述。具体的，本系统在上电完成后，首先由控制单元确定缺省条件下油基泥浆电成像仪器工作所需的工作信号频率，并将生成该工作信号频率的控制字下发接收给数字频率合成电路。数字频率合成电路接收指令控制，持续的将波形数据转换相应的频率模拟信号。其中优选的，使用基于现场可编程门阵列控制（英文：Field－ProgrammableGate Array；英文缩写：FPGA）的直接数字频率合成电路；该种现场可编程门阵列控制的直接数字频率合成电路进一步由相位累加单元、波形ROM、D/A转换单元等结构单元构成，其具有稳定性高、输出波形准确等特点。值得注意的是，数字频率合成电路若没有接受到控制单元的控制字，例如：在初上电状态，则数字频率合成电路以其嵌入式硬件所设定的具体参数以及时序进行初始化工作。而后数字频率合成电路将双频或多频输出信号送入数字频率合成电路，数字频率合成电路的结构优选如图2所示，具体由直接数字频率合成电路以及低通滤波电路构成，其中低通滤波电路与振荡器的输出端相连接，从而完成混频以及滤除杂波的效果；可选择的，直接数字频率合成电路的控制端与还与振荡器相互连接。而后，信号放大电路（信号放大电路中优选包括有电流电压信号转换电路、幅度放大电路、混频电路和功放电路）放大该混频滤波后生成的工作信号，并穿透油基泥浆电成像测井仪的极板进入井眼油基泥浆中完成测量工作。
而另一方面，前置放大电路、信号处理单元以及数模转换电路这三部分形成回传信号的接收处理单元。其中前置放大电路负责收集由油基泥浆电成像仪器极板接收电极接收到的微小回传信号，并传递至信号处理单元。其中信号处理单元进一步对接受到的信息进行处理。其结构优选具体包括有滤波电路、信号放大电路、相位差测量电路、幅度测量电路。而后由数模转换电路完成对各路回传信号的模数转换，并集中上传至控制单元。至此，完成了回传信号的收集过程。其中控制单元可依照事先设定入嵌入式硬件/软件的控制策略继续调整数字频率合成电路生成新的工作信号频率以及工作模式，并周而复始的对回传信号进行再次测试，直至获得大量扫频数据，并结合测试算法以及工作人员的经验确定最合适目标地的测试工作信号频率，然后就使得油基泥浆电成像测井仪以最合适目标地的测试工作信号频率进入测井状态，开始测井工作，最终得到较佳的测量效果。
本发明提供了一种油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其中该频率自适应系统包括远程控制中心、控制单元、数字频率合成电路、信号放大电路、前置放大电路、信号处理单元、数模转换电路等结构单元。具有上述结构的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，可实现油基泥浆电成像测井仪在不同井眼环境条件下根据现场实验数据和自适应算法，确定最佳测量信号频率，从而获得更好的测量结果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其特征在于，包括：
控制单元，控制油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统中其他电路的运行；
数字频率合成电路，接收来自控制单元的控制字，并根据控制字的内容产生相应的频率信号；
功率放大电路，对数字频率合成电路产生的频率信号进行功率放大；
前置放大电路，对来自地层的小信号进行接收和放大处理；
信号处理单元，对来自前置放大电路的信号进一步处理成适合数模转换的信号；
模数转换电路，对来自信号处理单元的信号进行模数转换。
2.根据权利要求1所述的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其特征在于，还包括：
远程控制中心，远程控制中心中安装有实现自适应策略的算法和软件。
3.根据权利要求1所述的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其特征在于，所述控制单元由实现控制功能的硬件和嵌入式软件构成。
4.根据权利要求1所述的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其特征在于，所述数字频率合成电路包括直接数字频率合成电路和低通滤波电路。
5.根据权利要求1所述的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其特征在于，所述信号放大电路包括电流电压信号转换电路、幅度放大电路、混频电路和功放电路。
6.根据权利要求1所述的油基泥浆电成像测井仪频率自适应系统，其特征在于，所述信号处理单元包括滤波电路、信号放大电路、相位差测量电路、幅度测量电路。
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