CN113503154B - 井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法、装置及存储介质 - Google Patents
井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法、装置及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法、装置及存储介质；该方法可以包括：通过偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头接收对应的实际响应信号；针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对应的响应信号方程；通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程形成待求解方程组；将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系代入所述待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所处的第一井下套管壁厚以及井下套管壁厚误差参数。
Description
技术领域
本发明实施例涉及井下探测技术领域，尤其涉及一种井下瞬变电磁探测的 偏心误差校正方法、装置及存储介质。
背景技术
随着油田二次开发力度的不断加大，油气井管柱损伤检测以及储层在线监 测对于强化采油和精细注水变得越来越重要。井下瞬变电磁技术是近些年比较 常用的井下探测技术之一，也叫脉冲涡流检测技术，因其快速测量过程中的宽 频特性已被广泛应用于井下套管的损伤检测以及套后介质的在线监测。然而， 在实际生产测井的过程中，井斜的变化、扶正器的安装偏差、套管径向偏移错位等可能因素均会对仪器在井下的姿态产生影响，导致仪器中心偏离井眼轴线， 并影响井下探测的精度。
当前，相关技术中采用偏心探头进行井下探测的方案，使各个偏心探头的 接收响应包含更多所偏方向的介质信息。但这些方案均是设定井下检测设备处 于井轴，并没有考虑井下检测设备偏离井轴所带来的影响。因此，当前需要针 对井下检测设备偏离井轴的状态提供进行校正的方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正 方法、装置及存储介质；能够实时检测到井下检测设备偏离井轴的距离以校正 偏心误差，从而提高在偏离井轴状态下的井下检测精度。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方 法，所述方法包括：
通过偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头接收对应的实际响应信号；
针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对 应的响应信号方程；
通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程形成待求解方程组；
将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系代入所述 待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所处的第一井下套管壁厚以 及井下套管壁厚误差参数。
第二方面，本发明实施例提供了一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正装 置，所述装置包括：接收部分、构建部分、联立部分和求解部分；其中，
所述接收部分，经配置为通过偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头接收 对应的实际响应信号；
所述构建部分，经配置为针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以 及响应信号表达式构建对应的响应信号方程；
所述联立部分，经配置为通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程 形成待求解方程组；
所述求解部分，经配置为将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差 状态的几何关系代入所述待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所 处的第一井下套管壁厚以及井下套管壁厚误差参数。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，所述设备包括：偏心接收 探头阵列、存储器和处理器；其中，
所述偏心接收探头阵列，用于通过所述偏心接收探头阵列中的各偏心接收 探头接收对应的实际响应信号；
所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：
针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对 应的响应信号方程；
通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程形成待求解方程组；
将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系代入所述 待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所处的第一井下套管壁厚以 及井下套管壁厚误差参数。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介 质存储有井下瞬变电磁探测的偏心误差校正程序，所述井下瞬变电磁探测的偏 心误差校正程序被至少一个处理器执行时实现第一方面所述井下瞬变电磁探测 的偏心误差校正方法步骤。
本发明实施例提供了一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法、装置及 存储介质；采用多个位于不同深度、偏离井轴不同方向的收发一体偏心接收探 头对井周介质进行探测，使各个偏心接收探头的接收响应包含更多探头所偏方 向的介质信息，通过对各个偏心接收探头不同采样时刻的接收响应进行联立求 解，可识别偏心接收探头阵列所在的井下探测仪器在井下偏离井轴的距离。在此基础上，通过对井下探测仪器偏离井轴带来的误差进行校正，就可以提高井 下探测系统的精度。此外，通过增加偏心探头的数量或者选择多个采样时刻的 瞬变电磁接收信号，也可解决多层管柱的损伤检测问题。进而至少在一定程度 上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的消极影响。
附图说明
图1为本发明实施例提供的井下探测设备偏心现象示意图；
图2为本发明实施例提供的偏心探头阵列在井下分布的主视图和俯视图；
图3为本发明实施例提供的一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法流 程示意图；
图4为本发明实施例提供的井下多层柱状模型示意图；
图5为本发明实施例提供的三个偏心探头在井下均匀分布截面示意图；
图6为本发明实施例提供的井下瞬变电磁探测的偏心误差校正具体流程示 意图；
图7为本发明实施例提供的一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正装置组 成示意图；
图8为本发明实施例提供的一种计算设备的硬件结构示意图。
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。
通常在井下探测过程中，井下探测设备偏离井眼轴线(也可以被称之为井 轴)的现象(也可以被称之为偏心现象)时常发生，举例来说，受到套管变形、 套管缩径等异常情况的影响，如图1中左边图所示，井下探测设备会在垂直井 段出现偏心现象；当水平井段的管径发生变化，尤其是井下探测设备由小管径 进入大管径时，受重力因素的影响，如图1中的右边图所示，井下探测设备会偏离水平井段的井轴；此外，受套管异常形状及重力因素的共同影响，如图1 中中间图所示，井下探测设备会在倾斜井段出现偏心现象。
对于井下探测设备来说，通常利用电缆将其下放到井筒中，在一些示例中， 该电缆不仅可以为井下探测设备提供电能，还可以向地面系统传输井下探测设 备所测量获得的测量数据或信息，以供地面系统进行分析。在一些示例中，参 见图1中所示，井下探测设备可以包括马笼头、上下扶正器、测量电路和偏心探头阵列。其中，偏心探头阵列包含多个位于不同深度不同方向的偏心探头， 如图2中左边图示出的偏心探头阵列在井下分布的主视图所示。每个偏心探头 的发射线圈和接收线圈绕制在一起。由于各偏心探头与井眼轴线之间存在一定 的距离，因此，各偏心探头所接收到的探测数据或信息所包含的沿井周各个方 向的管柱信息是不均匀的。具体来说，各偏心探头接收到的数据或信息中包含该偏心探头所偏方向的介质信息较多，而该偏心探头所偏方向反方向的介质信 息较少。在理想状态下，各偏心探头与井轴的之间的距离是相等的，也就是各 偏心探头在径向上均匀地围绕于井轴，从而使得井下探测模型为轴对称模型， 对称轴为井轴。如图2中右边图示出的偏心探头阵列在井下分布的俯视图所示， 偏心探头阵列中的所有偏心探头的中心会在特定深度的截面形成一个如图2示 出的俯视图中虚线所示的虚拟圆，该虚拟圆的圆心为井轴，从而能够使得偏心 探头阵列的阵列接收响应包含井周多个方向更丰富的介质信息。
但是，在具体实施过程中，由于井下探测设备经常出现偏心现象，也就是 说，图2中所示的所有偏心探头的中心会出现偏离井眼轴线的现象；从而导致 井下探测模型不再是轴对称模型，所以在具体实施过程中会造成井下探测精度 的消极影响。基于此，为了降低该消极影响，本发明实施例期望提供一种井下 瞬变电磁探测的偏心误差校正方案，能够对井下探测设备由于偏心现象所产生 的误差进行校正，从而提高在具体实施过程中的井下探测精度。
参见图3，其示出了本发明实施例提供的一种井下瞬变电磁探测的偏心误 差校正方法，该方法可以包括：
S301：通过偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头接收对应的实际响应信 号；
S302：针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式 构建对应的响应信号方程；
S303：通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程形成待求解方程组；
S304：将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系代 入所述待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所处的第一井下套管 壁厚以及井下套管壁厚误差参数。
图3所示的技术方案，采用多个位于不同深度、偏离井轴不同方向的收发 一体偏心接收探头对井周介质进行探测，使各个偏心接收探头的接收响应包含 更多探头所偏方向的介质信息，通过对各个偏心接收探头不同采样时刻的接收 响应进行联立求解，可识别偏心接收探头阵列所在的井下探测仪器在井下偏离井轴的距离。在此基础上，通过对井下探测仪器偏离井轴带来的误差进行校正， 就可以提高井下探测系统的精度。此外，通过增加偏心探头的数量或者选择多 个采样时刻的瞬变电磁接收信号，也可解决多层管柱的损伤检测问题。进而至 少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的消极影响。
对于图3所示的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述针对各偏心接 收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对应的响应信号方程， 包括：
基于固定采样时刻tm1，标记为A的接收探头所接收到的实际响应信号如下 式所示：
其中，ρˊA表示接收探头A与被测套管中心之间的距离；表示接收探头 A与被测套管中心之间的夹角；dˊ为用于表示第一井下套管壁厚的计算值；S 表示表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的阶数；s表示Gaver-Stehfest逆拉普拉 斯变换的阶数变化，s＝1,2,…,S；Ds表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的积分 系数；tof表示激励信号的关断时间；/>表示标记为A的接收探 头所接收到的频域的感应电动势。
对于上述实现方式，在一些示例中，所述用于表征各偏心接收探头在井下 出现偏心误差状态的几何关系，包括：
对于标记为A的接收探头，根据所述偏心接收探头阵列所在的井下探测仪 器与套管井轴之间的距离ρ0ˊ、所述接收探头A与所述井下探测仪器中心之间的 距离l以及所述接收探头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角θA，依照下式确定所述接收探头A 在井下出现偏心误差状态的几何关系：
对于上述实现方式，在一些示例中，所述方法还包括：
针对标记为A的接收探头，求解下式所示的在采样时刻为tm1的感应电动势 获取第二井下套管壁厚：
其中，ρA表示所述接收探头A与被测套管中心之间的初始距离；表示所 述接收探头A与被测套管中心之间的初始夹角；d为用于表示所述第二井下套 管壁厚的求解值。
基于上述示例，所述井下套管壁厚误差参数error按照下式获取：
error＝d′-d。
对于上述图3所示的技术方案及其实现方式和示例，详细分析如下：
当偏心接收探头阵列所在的井下探测仪器偏离井下套管的井眼轴线，此时 井下探测模型不再是轴对称模型，将井下探测仪器中的发射线圈的电流环视为 磁偶极子源，建立井下多层柱状模型如图4所示。在图4所示的模型中，探头以外的各层介质依次为空气、仪器外护管、井液、套管、水泥环和地层，其中， 探头由发射线圈和接收线圈组成，且发射线圈和接收线圈的匝数分别为NT和 NR，接收半径为r0。设定偏心探头中心的位置为其中，ρ0表示偏 心探头中心与井轴之间的距离，/>表示偏心探头中心与井轴之间夹角，z表示 以竖直方向为Z轴方向的高度。各层介质的半径和电性参数(比如磁导率、电 导率和介电常数)分别为ρj和(μj,σj,εj)，共有J层。结合图4举例来说，j＝2则 表示空气层介质，j＝3则表示仪器外护管层介质，j＝4则表示井液层介质，j＝5 则表示井下套管层介质，其他介质相应可以标记第j层。
接着，引入矢量电位F，将发射线圈的电流环(环面积S，通电流IT)用磁 矩为m＝NTITS的磁偶极子点源表示，则其满足的矢量电位方程可表示为：
其中，Jm＝iωμmδ(r)ez为有效磁流密度，k为波数，ω为角频率，δ(r)为狄拉 克函数，ez表示z方向的单位矢量，μ表示发射线圈的磁导率。
通过求解上式，可以得到
其中，为空间中任一点/>到偏心探头中心的距离。
再次，引入变量λ和x，使其满足λ2＝k2-x2。由于磁偶极子所产生的磁场的 纵向分量与波函数的关系为因此，根据贝塞尔函数的 积分恒等式以及汉克尔函数的加法公式，可得探头的发射线圈产生的一次磁场 为：
其中，Jn(·)和Hn 2(·)分别表示n阶第一类贝塞尔函数和第二类汉克尔函数。
另外，由于磁偶极子源在各层介质中产生的二次磁场的纵向分量满足齐次 亥姆霍兹方程，因此，可得到与一次场相适配的相邻j层和j+1层的二次纵向 电场为：
式中，Cjn和Djn分别为待定系数。
对于图4所示的井下探测模型的纵向二次磁场，在源区需要加上一次场的 贡献，且只需考虑ρ>ρ0的部分，则相邻j层和(j+1)层的二次纵向磁场的一般表 达式可写为：
以及，
其中，第一层τj＝1，其他层τj＝0，Ajn和Bjn均为待定系数。
由于源位于第一层，而轴线上的二次场为有限值，因此B1n＝D1n＝0；同理， 最外层介质的二次场应趋于0，有AJn＝CJn＝0。则第一层和最外层的系数递推关 系可写为：
在上式中，O为系数递推矩阵，将上式展开可 求得二次纵向磁场最内层的系数A1n为：
其中，oij为系数递推矩阵O中第i行第j列的元素，其他各层的系数可根 据纵向电磁场和相应横向场分量的关系以及边界条件进行求解。因此，第一层 介质中的二次纵向磁场强度可表示为：
在上式中，d为井下套管的壁厚。
因此，偏心接收线圈中的感应电动势可写为：
其中，和/>分别为偏心接收线圈与套管井轴夹角的最小值和最大值，/>和/>分别为从套管井轴出发的任意一条射线与接收线圈的两个交点。
利用G-S逆拉普拉斯变换，将上式转换到时域，可得：
通过对上式进行分析可以看出，接收线圈的感应电动势不仅与采样时刻和 管柱的壁厚有关，还与仪器探头偏心的距离和方位有关。设定井周被测介质是 均匀的，因此，只要接收线圈面积不变，偏心探头方位变化对接收响应的影响 是相同的，也就是说，偏心探头的接收响应主要与仪器偏心的距离有关。当仪 器偏心的距离发生变化时，仪器的接收响应也会发生相应的变化。
基于上述分析内容以及技术方案，本发明实施例以三个偏心接收探头组成 的井下探测仪器为例进行说明，这三个偏心接收探头分别标识为A、B和C。 在一设定深度的截面上，这三个偏心接收探头的位置关系如图5所示。设定井 轴为原点并建立坐标系，那么这三个偏心接收探头与原点之间的初始距离分别 为ρA，ρB和ρC，与原点之间的初始夹角分别为和/>设定三个偏心探 头在图5所示截面上为均匀分布，则各偏心接收探头两两之间的夹角为120°， 与三个偏心接收探头所在的井下探测仪器(后续简称仪器)中心的距离均为l，被测套管的壁厚为d。仪器中心偏离井轴的初始距离为ρ0，仪器与坐标系中的x 轴正半轴的初始夹角为/>
由于偏心探头阵列与原点之间的初始距离(ρA，ρB和ρC)和初始角度( 和/>)是已知的，相关方案中套损检测方法是选择任意探头任意采样时刻的 感应电动势求解管柱壁厚。因此，选取采样时刻为tm1，则套管壁厚d可通过求 解以下三式中任意一个进行求解获得。
可以将求解所得到的套管壁厚记为d。然而，在实际测井过程中，仪器在 井下的姿态会发生变化。将变化后偏心探头阵列与原点之间的距离分别记为ρˊA， ρˊB和ρˊC，与原点之间的夹角分别记为和/>仪器中心偏离井轴的距 离记为ρ0ˊ，接收探头A与所述井下探测仪器中心之间的距离l以及所述接收探 头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测仪器中心和所述套管中心 的连线所形成的夹角为θ0，则和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测 仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角分别可表示为θB＝4π/3-θ0， θC＝2π/3-θ0。
由于各偏心接收探头的被测环境是相同的，因此，固定采样时刻tm1，将三 个偏心探头的接收响应进行联立可得如下的联立方程组：
在上式中，dˊ为采用仪器实际偏心距离和实际偏心角度求解的套管壁厚。 结合如下所示的偏心探头阵列与仪器在井下的几何关系：
将以上三式所表示的几何关系代入联立方程组进行联立求解，即可获得仪 器实际偏心的距离ρˊ0、偏心探头A与仪器中心和原点之间的夹角θ0以及金属 套管的壁厚dˊ。
根据d以及dˊ则可以求解得到套管壁厚误差为：error＝d′-d。
通过上述说明示例，对仪器偏心距进行检测的同时，也对仪器偏心误差进 行了校正，可提高井下探测系统的探测性能。
可以理解地，前述说明示例中采样时刻tm1是固定的，在实际信号处理过程 中，可以通过优选偏心探头阵列感应电动势的采样时间来提高基于仪器偏心距 检测的井下探测系统的探测精度，或者选取多个采样时刻的阵列接收响应来解 决井下多层管柱的损伤检测问题。
结合上述说明示例，具体来说，井下瞬变电磁探测的偏心误差校正流程可 以包括如图6所示的流程步骤：
S61：获取阵列偏心接收探头的接收响应UA、UB和UC；
S62：选定采样时间tm1，联立阵列偏心接收探头的接收响应，形成方程组；
S63：获取阵列偏心接收探头与仪器的坐标几何关系；
S64：将坐标几何关系代入方程组，求解获得实际仪器偏心距离ρˊ0以校正 偏心距的影响；
S65：反演单层情况下的套管壁厚d1；
S66：增加采样时刻tm2，联立多个采样时刻下的阵列接收响应；
S67：求解其余各层介质的壁厚，比如d2、d3等。
需要说明的是，上述说明示例中采用3个偏心探头已经可以实现基于偏心 距检测的井下瞬变电磁探测系统偏心误差校正，但在实际应用的过程中，考虑 到仪器探头模块中心对称和两两对称的结构特点，通常会采用更多的偏心探头 进行探测，可以理解地，接收探头数目越多，井下探测系统的精度越高，反演的井下介质信息更准确。
基于前述技术方案相同的发明构思，参见图7，其示出了本发明实施例提 供的一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正装置70，所述装置70包括：接收 部分701、构建部分702、联立部分703和求解部分704；其中，
所述接收部分701，经配置为通过偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头 接收对应的实际响应信号；
所述构建部分702，经配置为针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信 号以及响应信号表达式构建对应的响应信号方程；
所述联立部分703，经配置为通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号 方程形成待求解方程组；
所述求解部分704，经配置为将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心 误差状态的几何关系代入所述待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵 列所处的第一井下套管壁厚以及井下套管壁厚误差参数。
在上述方案中，所述构建部分702，经配置为：
基于固定采样时刻tm1，标记为A的接收探头所接收到的实际响应信号如下 式所示：
其中，ρˊA表示接收探头A与被测套管中心之间的距离；表示接收探头 A与被测套管中心之间的夹角；dˊ为用于表示第一井下套管壁厚的计算值；S 表示表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的阶数；s表示Gaver-Stehfest逆拉普拉 斯变换的阶数变化，s＝1,2,…,S；Ds表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的积分 系数；tof表示激励信号的关断时间；/>表示标记为A的接收探 头所接收到的频域的感应电动势。。
在上述方案中，所述用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的 几何关系，包括：
对于标记为A的接收探头，根据所述偏心接收探头阵列所在的井下探测仪 器与套管井轴之间的实际距离ρ0ˊ、所述接收探头A与所述井下探测仪器中心之 间的距离l以及所述接收探头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角θA依照下式确定所述接收探 头A在井下出现偏心误差状态的几何关系：
在上述方案中，所述求解部分704，还经配置为：
针对标记为A的接收探头，求解下式所示的在采样时刻为tm1的感应电动势 获取第二井下套管壁厚：
其中，ρA表示所述接收探头A与被测套管中心之间的初始距离；表示所 述接收探头A与被测套管中心之间的初始夹角；d为用于表示所述第二井下套 管壁厚的求解值。
在上述方案中，所述井下套管壁厚误差参数包括：偏心接收探头阵列所在 的井下探测仪器的实际偏心的距离ρˊ0、所述接收探头A与所述井下探测仪器中 心之间的距离l以及所述接收探头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井 下探测仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角θA以及套管壁厚误差error； 其中，所述套管壁厚误差error按照下式获取：
error＝d′-d。
可以理解地，在本实施例中，“部分”可以是部分电路、部分处理器、部分 程序或软件等等，当然也可以是单元，还可以是模块也可以是非模块化的。
另外，在本实施例中的各组成部分可以集成在一个处理单元中，也可以是 各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述 集成的单元既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。
所述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行 销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解， 本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案 的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个 存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服 务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例所述方法的全部 或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟 或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
因此，本实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有 井下瞬变电磁探测的偏心误差校正程序，所述井下瞬变电磁探测的偏心误差校 正程序被至少一个处理器执行时实现上述技术方案中所述井下瞬变电磁探测的 偏心误差校正方法步骤。
根据上述井下瞬变电磁探测的偏心误差校正装置70以及计算机存储介质， 参见图8，其示出了本发明实施例提供的一种能够实施上述井下瞬变电磁探测 的偏心误差校正装置40的计算设备80的具体硬件结构，该计算设备80可以应 用于井下探测仪器或设备中，计算设备可以包括：偏心接收探头阵列801，存储器802和处理器803；各个组件通过总线系统804耦合在一起。可理解，总 线系统804用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统804除包括数据总线 之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见， 在图8中将各种总线都标为总线系统804。其中，
所述偏心接收探头阵列801，用于通过所述偏心接收探头阵列中的各偏心 接收探头接收对应的实际响应信号；
所述存储器802，用于存储能够在所述处理器803上运行的计算机程序；
所述处理器803，用于在运行所述计算机程序时，执行以下步骤：
针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对 应的响应信号方程；
通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程形成待求解方程组；
将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系代入所述 待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所处的第一井下套管壁厚以 及井下套管壁厚误差参数。
可以理解，本发明实施例中的存储器802可以是易失性存储器或非易失性 存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以 是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦 除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可 以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。 通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、 同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步 动态随机存取存储器(DoubleData Rate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动 态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储 器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的系统和方法的存储器802旨在包括但不限于这些 和任意其它适合类型的存储器。
而处理器803可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过 程中，上述方法的各步骤可以通过处理器803中的硬件的集成逻辑电路或者软 件形式的指令完成。上述的处理器803可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或 者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实 现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例 所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处 理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、 只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域 成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器802，处理器803读取存储器802 中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、 微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集 成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑 设备(Programmable Logic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本 申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实 现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可 以在处理器中或在处理器外部实现。
具体来说，处理器803还配置为运行所述计算机程序时，执行前述技术方 案中所述井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法步骤，这里不再进行赘述。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下， 可以任意组合。
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。
Claims (4)
1.一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法，其特征在于，所述方法包括：
通过偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头接收对应的实际响应信号；
针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对应的响应信号方程；
通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程形成待求解方程组；
将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系代入所述待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所处的第一井下套管壁厚以及井下套管壁厚误差参数；
其中，所述针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对应的响应信号方程，包括：
基于固定采样时刻tm1，标记为A的接收探头所接收到的实际响应信号如下式所示：
其中，ρ′A表示接收探头A与被测套管中心之间的距离；表示接收探头A与被测套管中心之间的夹角；d′为用于表示第一井下套管壁厚的计算值；S表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的阶数；s表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的阶数变化，且1≦s≦S；Ds表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的积分系数；tof表示激励信号的关断时间；/>表示标记为A的接收探头所接收到的频域的感应电动势；
所述用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系，包括：对于标记为A的接收探头，根据所述偏心接收探头阵列所在的井下探测仪器与套管井轴之间的实际距离ρ0′、所述接收探头A与所述井下探测仪器中心之间的距离l以及所述接收探头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角θA，依照下式确定所述接收探头A在井下出现偏心误差状态的几何关系：
针对标记为A的接收探头，通过求解下式所示的在采样时刻为tm1的感应电动势获取第二井下套管壁厚：
其中，ρA表示所述接收探头A与被测套管中心之间的初始距离；表示所述接收探头A与被测套管中心之间的初始夹角；d为用于表示所述第二井下套管壁厚的求解值；
所述井下套管壁厚误差参数包括：偏心接收探头阵列所在的井下探测仪器的实际偏心的距离ρˊ0、所述接收探头A与所述井下探测仪器中心之间的距离l以及所述接收探头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角θA以及套管壁厚误差error；其中，所述套管壁厚误差error按照下式获取：
error＝d′-d。
2.一种井下瞬变电磁探测的偏心误差校正装置，其特征在于，所述装置包括：接收部分、构建部分、联立部分和求解部分；其中，
所述接收部分，经配置为通过偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头接收对应的实际响应信号；
所述构建部分，经配置为针对各偏心接收探头，根据所述实际响应信号以及响应信号表达式构建对应的响应信号方程；
所述联立部分，经配置为通过联立所有偏心接收探头对应的响应信号方程形成待求解方程组；
所述求解部分，经配置为将用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系代入所述待求解方程组并进行求解，获得偏心接收探头阵列所处的第一井下套管壁厚以及井下套管壁厚误差参数；
其中，所述构建部分，经配置为：
基于固定采样时刻tm1，标记为A的接收探头所接收到的实际响应信号如下式所示：
其中，ρ′A表示接收探头A与被测套管中心之间的距离；表示接收探头A与被测套管中心之间的夹角；d′为用于表示第一井下套管壁厚的计算值；S表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的阶数；s表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的阶数变化，且1≦s≦S；Ds表示Gaver-Stehfest逆拉普拉斯变换的积分系数；tof表示激励信号的关断时间；/>表示标记为A的接收探头所接收到的频域的感应电动势；
所述用于表征各偏心接收探头在井下出现偏心误差状态的几何关系，包括：对于标记为A的接收探头，根据所述偏心接收探头阵列所在的井下探测仪器与套管井轴之间的实际距离ρ0′、所述接收探头A与所述井下探测仪器中心之间的距离l以及所述接收探头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角θA，依照下式确定所述接收探头A在井下出现偏心误差状态的几何关系：
针对标记为A的接收探头，通过求解下式所示的在采样时刻为tm1的感应电动势获取第二井下套管壁厚：
其中，ρA表示所述接收探头A与被测套管中心之间的初始距离；表示所述接收探头A与被测套管中心之间的初始夹角；d为用于表示所述第二井下套管壁厚的求解值；
所述井下套管壁厚误差参数包括：偏心接收探头阵列所在的井下探测仪器的实际偏心的距离ρˊ0、所述接收探头A与所述井下探测仪器中心之间的距离l以及所述接收探头A和所述井下探测仪器中心的连线与所述井下探测仪器中心和所述套管中心的连线所形成的夹角θA以及套管壁厚误差error；其中，所述套管壁厚误差error按照下式获取：
error＝d′-d。
3.一种计算设备，其特征在于，所述设备包括：偏心接收探头阵列、存储器和处理器；其中，
所述偏心接收探头阵列，用于通过所述偏心接收探头阵列中的各偏心接收探头接收对应的实际响应信号；
所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行权利要求1所述的井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法的步骤。
4.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有井下瞬变电磁探测的偏心误差校正程序，所述井下瞬变电磁探测的偏心误差校正程序被至少一个处理器执行时实现权利要求1所述井下瞬变电磁探测的偏心误差校正方法步骤。
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