多深度随钻电磁波电阻率测量系统设计

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一种随钻传播电阻率测井仪器设计思路[论文]

一种随钻传播电阻率测井仪器的设计思路摘要调研目前国内外的主要随钻电阻率仪器，总结各自特性和优缺点，取长补短设计了一种新型的随钻传播电阻率仪器，并分析了其具体的测量方式、实现方法，并付诸实践，从电子线路、软件设计、硬件匹配等方面，分析选择电子器件的注意事项和优缺点。

通过模拟测量实验，分析认为仪器达到了设计目标、性能稳定，测量准确。

关键词随钻电阻率测井仪器设计中图分类号：p631.8 文献标识码：a随钻测井技术（measurement while drilling）是一种全新的测井技术，主要伴随着水平井和大斜度井的发展而发展起来的一种测井技术，它不同于电缆测井技术，随钻测井是在钻井的过程中，随着钻井仪器的钻井，随钻测井便实时的开始测量地层参数，因此，随钻测井技术时效性非常强，测井的精度也必将非常高，另外由于不需要将钻杆等取出井再进行测量等操作，将测井的成本控制到了最小，并且在某些情况下，电缆测井无法使用，如水平井的水平段，常规电缆测井无法进行测量，或者钻井时间过长的时候，都需要使用随钻测井来代替电缆测井。

1 一般随钻电阻率仪器的工作原理图1为西方阿特拉斯公司最早设计的随钻电阻率测井的收发线圈系统，分别有一个发射线圈tc，两个接收线圈rc，因此这种结果就会在地层中形成2个变压器结构，钻杆起到了承接的作用，对发射线圈而言，其相当于变压器的次级，而对接收线圈而言，其相当于变压器的初级。

其工作原理是，在钻井的过程中，电阻率仪器开始工作，首先给发射线圈供以交变激励电流，然后再两个等效变压器上会产生一定的电动势，以便在钻杆和地层之间形成电路回流，使电流进入地层获取地层信息，如此在钻井深入的过程中，电阻率仪器便不断获取地层中的信息。

电流回流到接受线圈时，在接收线圈上会产生感生电动势，测量钻杆上所感生的电动势和接收线圈上所感生的电压即可得到近钻头电阻率。

2传播电阻率测井仪器的设计与实现笔者设计的随钻传播电阻率仪器，主要结构图如图2，该系统的测量主要装置安装在接近钻头的特殊钻杆以内，该钻杆性质指标优异，它的探测装置采用单发双收的结构，主要由钻杆上的发射线圈、和钻杆下部的两个接收线圈组成，工作的时候发射线圈发射激励电流，电流经过井眼进入到地层中，然后电流流经地层后携带地层的信息回到接收线圈，另外发射变压器会将电流分成两个部分，分别对应发射电极和回路电极，使得电流进入地层更深，同样两支电流进入地层，就使得传播电阻率仪器具有不同的探测深度。

随钻电磁波电阻率测井仪结构设计与性能分析

随钻电磁波电阻率测井仪结构设计与性能分析传统的电缆测井需要占用大量的钻机在用时间,井眼环境、围岩状况以及泥浆滤液的侵入等严重影响了常规测井的数据质量和对油层真电导率的正确评价。

随钻测井可实时提供反映地层真实信息的资料,在地层特性的准确评价、地质导向、降低作业风险和成本等方面意义重大。

随钻电磁波电阻率测井是随钻测井的一个重要部分,国外公司已经推出商业化的产品,国内技术尚不成熟。

课题组旨在研制具有自主产权的电磁波电阻率测井仪器,本文从测井的建模与仿真出发,进行测井仪线圈系参数和结构的确立以及测井响应的分析等工作,主要工作如下:针对随钻电磁波电阻率测井仪结构设计与性能分析问题,本文在理论分析的基础上采用了时域有限差分方法进行建模仿真研究。

首先,通过比较分析不加钻铤均匀地层下的仿真结果与理论计算结果来验证所选方法的可靠性。

然后,建立均匀地层下的测井仿真模型,从理论分析和仿真结果两个方面考虑,最终确定测井仪的线圈系参数与结构。

针对所设计的测井仪性能的确定以及测井响应曲线的解释问题,本文通过建立复杂地层模型来展开研究,完成井眼、泥浆侵入、地层厚度和井眼坍塌等因素对测井响应的影响规律的分析,同时也完成了特定地层模型下测井仪的探测深度,垂直分辨率以及井眼补偿等探测性能分析,这些分析对测井数据的解释、测井仪探测性能的确定以及线圈系参数的优化具有重要的理论指导意义。

针对利用仿真建模进行测井仪结构设计与性能分析的可靠性验证问题,设计了室内响应测试实验。

先通过仿真确定选用欠采样下的FFT法来提取幅值比和相位差。

然后,通过对实验结果与仿真结果的对比分析,完成了测井仪结构设计与性能分析的可靠性验证,同时完成了测井仪原理样机功能可实现的验证,这为原理样机的改进与户外实验等提供了理论基础与保障。

随钻电阻率测量技术研究(一).

随钻电阻率测量技术研究(一)随钻电阻率测量技术研究张振华摘要：随钻测井LWD(logging while drilling)是在钻井的过程中，同时进行的用于评价所钻穿地层的地质和岩石物理参数的测量，主要有电阻率、放射性、声波及核磁等随钻测井技术。

本文简要的介绍了贝壳NAVITRAK的结构组成；主要分析了补偿式天线和电阻率电子部分的工作原理。

关键词：LWD；电阻率（MPR）；衰减；相位；SONDE；PADDLE 1 前言由于油田区块的开发己经到了中后期，为了开发薄油层以及残余油，地质导向仪器己经变得相当重要。

另外这些区块的地质构成及地层描述都已相当清楚，再利用邻井的测井资料，就可以定性和定量描述开发地层的地质构成、各层位的孔隙度、地层骨架的岩性及密度。

在这种情况下，只要使用MWD+自然伽玛+电阻率组成的LWD，就可以满足定向轨迹测量和地质导向的要求。

图1 贝壳休斯LWD井下仪器示意图 2 NAVIMPR仪器简介贝克休斯公司（Baker- Hughes）的随钻测井系统NAVIMPR的井下仪器主要由脉冲发生器（UPU）、探管（PROBE）、M30短节、MPR电阻率和井斜伽玛（SRIG）几大模块组成，探管由整流模块（SNT）、驱动模块（SDM）、存储器（MEM）、定向模块（DAS）和伸展电子连接头（EEJ）等组成，仪器总长13. 02 m。

井下仪器示意图如图1所示。

仪器中有一个涡轮发电机，钻井液冲击涡轮产生交流电，经SNT整流后，供给各个电路模块。

MPR( Multiple Propagation Resistivity )有4个发射极、2个接收极，可以发射和接收频率为2 MHz和400 kHz的两种脉冲，考虑到相位延迟和衰减，共可接收32种脉冲信号。

由4个发射极向地层分别发射2 MHz和400 kHz的电磁波，不同岩性的地层对电磁波的相位延迟或衰减不同的，从而通过泥浆脉冲经过地而传感器传到地面设备中，进行解码。

随钻电磁波传播电阻率测量工具探测深度研究

精确地定义随钻电阻率测量工具的探测深度十分困难 , 因为工具的响应是地层参数和侵入半径的非线性函数。随钻电阻率测量的探测深度是从感应测井中几何因子的概念演化而来的。感应工具的视电导率可以表示为 σ σ( r , z) g ( r , z) a = d r dz
式中 , Hz 为介质中场的 z 向分量 ; Hz0为空气中场的 z 向分量 ; hz 为相对场强。相对场幅度可以写为
hz = Hz / Hz0 = ei kz (1 - i kz ) (6) (5)
探测深度的研究
在理想情况下 , 探测深度反映了测量工具对径向地层参数变化的敏感度 , 利用不同探测深度的电阻率测量数据可以表述侵入带的电阻率剖面 , 对侵入带进行评价 [4 ] 。
11 探测深度的定义
式中 ,ε为介电常数 ;σ为电导率 ;μ 为磁导率。波数 k
幅度比可以表示为
hz1 - hz2 hz1 =1- e
Δz p
电磁波在介质中的传播可以用 Maxwell 方程组描述 , 即满足波动方程
2
z1 z2
(11)
A + k A =0
2
(1)
由式 ( 10) 和 ( 11) 可以分别求解视电阻率。由相位差计算的视电阻率称为相位电阻率 , 由幅度比计算的视电阻率称为衰减电阻率。通常电阻率的换算是通过图版来完成的 , 制作图版
式中 , A 为磁势矢量 , 即 E = rot A ; k 为波数。在均匀介质中 , 电磁场的柱坐标分量表达式为
3 λ ρ ) exp ( - λ Hz (ρ, z ) = π dλλ J 0 (λ 0 | z |) 4 0 0
M0
∞
∫
∞
(2)

随钻电磁波电阻率测井仪模拟接收电路设计

随钻电磁波电阻率测井仪模拟接收电路设计【摘要】模拟接收电路是随钻电磁波电阻率测井仪电路系统中的难点之一。

整个设计包含了微弱信号的低噪声放大，混频滤波，程控放大以及抗混叠滤波电路，该设计配合数字信号处理采集系统，可以满足随钻电磁波电阻率测井仪的技术要求。

【关键词】随钻电阻率；模拟接收电路；仿真；混频1.引言地层电阻率是地质导向钻井和油田地层评价必需的重要地质参数[1]。

在随钻测井领域，随钻电磁波电阻率测井仪器是随钻测井仪器中的重要装置，其采用电磁波工作方式，适用于各种导电和不导电类型的钻井液，能够测量地层随着深度变化的视电阻率曲线。

研制随钻电磁波电阻率测井仪对于我国油气的勘探开发工作具有重要的意义，在该仪器的电子系统中，模拟接收电路决定了整个电路信号的精度，对信号的后续处理起着先导性作用。

2.测控电路系统随钻电磁波电阻率测井仪采用对称四个发射线圈，两个接收线圈的天线结构，并采用2MHz和400KHz信号测量地层电阻率。

测控电路是随钻电阻率测井仪电路系统的核心部分，用于接收随钻系统中控电路指令，控制仪器工作状态；产生发射、混频信号；接收并采集、处理接收线圈信号，并最终获得与地层介质电阻率相关的相位差和幅度比信息。

随钻电磁波电阻率测井仪测控电路系统的整体方案框如图1所示，其利用DDS作为信号源，以保证发射信号和本振信号拥有足够的稳定度，来自接收线圈的2路信号，被电路经过超外差的方式接收并处理后，送至ADC进行数字量化。

DSP处理器控制2个ADC完成两路中频信号的采集，ADC采集所需的同步时钟由DDS或者DSP的PWM模块提供。

DSP在ADC完成采集后，从SPI串行总线读取数据，利用DPSD算法完成信号处理，获取各线圈信号的实部与虚部。

在完成一个测量周期后，综合收、发组合得到的数据，计算出随钻电阻率测井所需的幅度比与相位差信息，并将测量结果及时传送至主控板。

模拟接收电路主要指前置低噪声放大电路，混频、滤波电路，可编程放大电路，低通滤波电路组成，标示于图1的椭圆形框中。

随钻方位电磁波电阻率测井仪分段组合线圈系设计

Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２６６５８０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅｔｏｅｘｉｓｔｉｎｇａｚｉｍｕｔｈａｌｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ，ｌｏｇｇｉｎｇ－ｗｈｉｌｅ — ｄｒｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌｓｈａｖｅｌＯＷｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｔｒａｔｕｍｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｓｈａｌｌｏｗｄｅｔｅｃｔｉｏｎｄｅｐｔｈｓ：ｔｈｕｓｔｈｅｃｏｉｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｓｅｃｔｉｏｎａ１ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄａｓｓｅｓｓｅｄｕｓｉｎｇｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｍｅａｓ — ｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｉｌｓｙｓｔｅｍｓｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
层界面位置和距离变化对分段组合线圈系测量响应的影响规律。数值模拟结果表明，分段组合线圈系的感应电动势信号幅值明显高于现有线圈系的感应电动势信号幅值，其层界面探测深度约为１．７０ｍ，优于现有线圈系的层界

电磁波电阻率(EWR PHASE4)测井仪20110507

EWR-PHASE4仪器部分随钻电磁波电阻率（EWR-PHASE4）测井仪是利用电磁波在地层中传播时，通过测量电磁波幅度衰减和相位滞后来求出地层电阻率。

仪器传感器采用六天线系统，双频率（1MHZ、2MHZ）四发射双接收。

可以实现四种不同探测深度，地层钻开第一时间真实地层电阻率。

这是电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪器和地层刻度器工作的原理框图，设计地层刻度器，首先必须了解电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪的工作原理。

EWR-PHASE4测井仪根据电磁波（在地层）传播原理，采用双频（1&2MHZ）四相位技术，通过测量两个接收电极之间接收到的信号幅度比见公式6，相位差见公式5.再通过解释软件，得到探测深度不同的四条幅度电阻率曲线和四条相位电阻率曲线。

由于发射频率小于10MHZ时，仪器测量结果（幅度衰减和相位差）与介电常数ε和介质磁导率μ关系很小，通常把这两个参数设为常数，那么从上述的公式中可以看出，测量结果就主要与地层电导率σ有关。

这样，测量的四条幅度衰减结果换算出四条幅度电阻率曲线和通过测量的四条相位差结果换算出四条相位电阻率曲线。

与实际地层真电阻率会有一定的误差，该误差最好通过标准刻度器进行校正。

电磁波电阻率（EWR PHASE4）测井仪在均匀介质中发射的电磁场呈柱状对称，电磁场中Z点的相位和幅度应为：公式中的系数a和b为：其中，系数a和b都包括地层介电系数ε和地层磁导率μ，当频率小于10MHZ时，它们可以看成常数。

EWR-PHASE4仪器的两只接收探头，与发射探头的距离为Z1和Z2该两点之间接收信号的幅度差和相位差为：测量过程如下：电极1到电极4按时序循环交替向周围介质发射1MHZ和2MHZ的正弦波。

接收电极5和电极6分别接收到电磁波经过地层传播后，经过幅度衰减和相位滞后的波形（如下图）。

EWR-PHASE4仪器工作波形时序如上图，电极5为近接收，电极6为远接收。

当仪器工作时，电极5接收的信号为一列串行波，顺序为：深探测、中探测、浅探测和超浅探测。

电阻率随钻测井技术参数

关堵于漏材“压料降，，泥转浆速比，重最和大不转合速规变格化操，作横”请向参和阅轴向《振补动充技，术含参砂数量》，
最旋滑大转动狗腿度 100ft/30m 信操号作传时输间
最的泥脉数参模建浆数大冲据式议高和采的的(造速在集影狗(斜B脉地设响腿H、A冲面置度，降S编成信值如Y斜S辑函号对钻或P的数应具稳R存关相组O斜)储系应合。)。数的方为据钻式了与具，优总组井化的合身钻循结，具环构受，时到，需间不钻要和同进专家
当与地质导向一起使用时可以推测出到层界面的距离，并加强了地质导向的可靠性和准确性。
方位电磁波传播电阻率（APR）可得到靠近地层的 16 扇区方位分辨率。其动态补偿专利可以消除环境的干扰。
方位电磁波传播电阻率（APR）与业界一流的 AutoTrak®G3 闭环循环系统是完全兼容的。这种钻具组合能在复杂的地层中准确控制钻进中的导向。
或母扣 4 1/2"IF NC50 上部母扣下部公扣：专利连接 INTEQ
由操随作钻规测范量和工具限限制制的排量 200-900gpm (760-3400lpm)
最大拉力 704klbs (3132kN) 最旋大转抗弯扭矩 20kft-lbs (27kNm) 滑动 61kft-lbs (82kNm) 最高操作温度 302˚F (150˚C) 最大压力 25000psi (bar)
角，避免进入页岩或其它硬地层。
■ 提高油藏钻遇率。 ■ 可以清楚的区别油水界面与倾斜的页岩顶层。 ■ 适用于所有类型泥浆。
6 3/4" 方位电磁波传播电阻率(APR)
连工适常工工当断工接具用电用具具量具外井短扣长重刚井规径眼节度量型度眼格尺上及尺O寸部上寸D×扣扣ID型扭矩
6 3/4“ (172mm) 8 3/8“-10 5/8” (213mm-270mm) 8 1/2" (216mm) 11.03ft (3.36m) 1274lbs (578kg) 6.755"×2.165" (171.5mm×55mm)

一种随钻传播电阻率测井仪器的设计思路

参考文献
［１】施建华。余元华．环境因素对随钻测井测量结果的影响【Ｊ】ｌ西安石油学院学报，１９９６，１１（３）．【２】刘迪军，冯启宁．超低功耗井下监测仪器设计【Ｊ】．测井技术２０００，２４（２）．【３】张庚骥电法测井ｆＭ】．北京：石油工业出版社，１９８４
一
种随钻传播电阻率测井仪器的设计思路
杨华荣
（长江大学工程技术学院湖北・荆州４３４０２３）
要调研目前国内外的主要随钻电阻率仪器，总结各自特性和优缺点，取长补短设计了一种新型的随钻传播电阻
摘
率仪器，并分析了其具体的测量方式、实现方法，并付诸实践，从电子线路、软件设计、硬件匹配等方面，分析选择电子器件的注意事项和优缺点。通过模拟测量实验，分析认为仪器达到了设计目标、性能稳定，测量准确。
抗振设计及其可靠密封等。最后通过模拟井下随钻测井环境，运行良好，试验表明，该仪器能够完成各项设计指标要求，性
能良好，稳定可靠。
图１常规随钻电阻率仪器结构图２传播电阻率测井仪器的设计与实现笔者设计的随钻传播电阻率仪器，主要结构图如图２，该系统的测量主要装置安装在接近钻头的特殊钻杆以内，该钻杆性质指标优异，它的探测装置采用单发双收的结构，主要由钻杆上的发射线圈、和钻杆下部的两个接收线圈组成，工作的

随钻电阻率测量的方案分析与实现

随钻电阻率测量的方法的研究与试验一、课题的背景本课题来源于胜利石油管理局，胜利石油管理局与我校钻井测控研究中心已合作多年，涉及石油生产的测井、钻井等多个领域，本课题就是在双方进一步合作的基础上，为了满足胜利石油管理局定向井开发的需要而建立的研究课题。

随钻测量（MWD—Measurement While Drilling），是一项在钻井过程中，实时对井底的各种参数进行测量的技术，MWD的最大优点在于它使得司钻和地质工作者实时的看到井下正在发生的情况，可以极大的改善决策过程。

最早的随钻测量研究工作始于本世纪30年代，随着钻井技术的发展，1930年出现了最早的井场人工检测法。

我国1970曾开始研制MWD系统，但由于种种原因而中断，1981年继续开展这项研究。

目前有线随钻测量系统已经通过技术鉴定，井下存储MWD系统正在现场实验，该系统可以测量的参数只有方向、自然伽马和温度，已经完成电磁波传输信道可行性研究。

随钻测量技术极大的推动了钻井技术的发展，为地层评价提供了新的手段，由于可以直接观测井下工程参数，这就为钻井的进一步科学化提供了有利的条件，及时获得地层资料对于准确评价地层和进行地层对比以及油藏描述也具有重要的意义。

目前随钻测量技术的研究和应用正向纵深发展。

MWD系统测量的一个十分重要的方面就是电阻率地层评价测井和地质追踪（所谓地质追踪就是用随钻地层评价数据对水平井或大角度斜井进行实时的、交互式的顺层追踪，把非垂直井眼引导到最优化的地质目的层）。

1MHz和2MHz 传播工具是目前尖端的MWD电阻率测井仪器，目前Sperry-Sun Drilling Service 服务公司的多空间1~2MHz“电磁波电阻率相位测井”是工业上唯一商业化的、真正的多探测深度的电阻率测井工具。

石油需求量的不断增加和海洋钻井的发展导致了定向井技术的广泛应用，降低钻井成本的持续需求促使提高效益的新工具和新技术的产生，随钻测量技术因此备受关注，在短短的20年里，飞速发展，取得了巨大的进步。

随钻方位电磁波电阻率成像模拟及应用

写一篇随钻方位电磁波电阻率成像模拟及应用的报告，600字
随钻方位电磁波电阻率成像（Directional EM Wave Resistivity Imaging，DEMWRI）技术具有非常重要的地质勘查价值，是一种常用的电磁新兴测井技术。

它是利用通过电磁波模拟地球电性结构、定量评价各种类型油藏对电波感应效应的一种测井技术。

当前，这种技术已被应用到测井、油藏评价、油气勘探等领域中，可以大大提升我国油气资源的开发效率，并减少工程成本。

DEMWRI技术的工作原理主要是该技术会把地表以下的空间用电磁波探测，根据从不同深度和夹角得到的电磁信号，将这些信号转换成层观测点的电阻率，从而得出深度和夹角电阻率曲线图，从而便于分析地质层的位置、厚度、面积，以及地质结构的特征。

DEMWRI技术的模拟主要包括三个步骤：1) 通过测量得到反射端电磁波的水平及垂直分量；2) 电磁波的模拟，以反映地质结构及各特征的物理属性；3) 根据实际的地质物理属性，进行模拟，重新构建得到的地形及地质特征。

由此可以分析出地质构造及各类特征，从而得出深度和夹角电阻率曲线图。

DEMWRI技术的应用潜力十分巨大，主要用于油气藏勘探和评价。

一方面，它可以用于深度电磁勘探，分析岩性特征和地形，有助于更好地研究油藏地质；另一方面，它可以用来对油气藏进行评价，根据深度和夹角电阻率曲线图来预测油气藏的位置、厚度和面积等参数，从而明确油气藏的实际开发情况。

总之，随钻方位电磁波电阻率成像技术具有很高的应用前景，具有极大的科学价值和工程应用价值，可以有效提高我国油气资源开发效率，改善油气资源的利用效率。

随钻双侧向电阻率测量系统

Ｏ引言在勘探开发油气资源的工程中，评价油气储层油气分
布的常规和重要手段是对该储层电导率的判断。而随钻电阻率测量有较高的实时性和效率，其能够最大程度降低钻井液入侵地层后对地层电阻率测量的影响，对储层评价具有重大意义，能使井眼轨迹保持在要求的储层内。随钻双侧向电阻率测井是聚焦式电法测井中的一种。其与三侧向和七侧向电阻率测井均属于电法测井，随钻双侧向电阻率测井系统是从三侧向和七侧向测井系统的基础上发展起来的，但由于电极系结构不同，在地层的分辨率和探测深度上有很大区别。而随钻双侧向电阻率测井系统能够同时进行浅深两种探测深度的测量 … ，因此在地层的分辨率和探测深度上均优于三侧向和七侧向测井系统，其能更大程度地降低低阻围岩和井眼对地层真实电阻率测量的影响。为满足随钻地质导向时对钻遇地层电阻率信息的实时分析的需求，本文开发了随钻双侧向电阻率测井系统。１随钻双侧向电阻率测量系统结构及测量原理
ＨａｒｄｗａｒｅａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ
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随钻双侧向电阻率测量系统
张金倩楠，彭浩，贾衡天，艾维平，高文凯，范锦辉，管康

多深度随钻电磁波电阻率测量系统设计

探测深度的电阻率剖面测量，能够在地层钻遇的第一时间全面、真实地获取地层电阻率数据，为钻井地质导向及地
层评价提供重要地质参数。
关键词:随钻测井;电阻率;电磁波;复杂可编程逻辑器件;地质导向
中图分类号 :TE 151
文献标志码 :A
doi: 10. 3969/j. issn. 1673-5005.2010.03.008
p盯ameters
of radial investigation depth at the first-time with high precision. It is an important tool for drilling with
geological steering and formation evaluation. Key words: logging while drilling (LWD) ; resistivity; electromagnetic wave; complex programmable logic device (CPLD) ; geological steering
国内在随钻电磁波电阻率测量方法、仪器和资料处
理领域也进行了大量的工作 [1 川但直到目前还没
有相应的仪器应用到现场。国家 "863" 重大课题 "地质导向钻井技术"将随钻电磁波电阻率测量作为其中一项重要攻关内容，对于我国随钻电阻率测
测量得到了最先发展和推广应用 [8] 其缺点是难以在导电性差或不导电的钻井液(如淡水钻井液、油基钻井液、气体钻井)中应用。随钻电磁波电阻率
测量采用电磁波工作方式，其突出优点是适用于各
量体系进一步完善及提高随钻测井及钻井地质导向
收稿日期 :2009

随钻电磁波电阻率测井仪存储单元设计

随钻电磁波电阻率测井仪存储单元设计【摘要】存储单元电路设计是随钻电磁波电阻率测井仪电路系统中的难点之一。

整个设计结合了SRAM、EEPROM、FLASH三种存储器，所设计的存储器管理结构分为参数表管理和大容量测井数据存储管理两个类型，可以满足仪器大容量数据存储、仪器配置、程序远距离更新等功能，适应随钻电磁波电阻率测井仪的技术要求。

【关键词】随钻电阻率；存储单元；数据管理；测井 1.前言随钻测井领域，随钻电磁波电阻率测井仪是随钻测井仪器中的重要装置，其采用电磁波工作方式，适用于各种导电和不导电类型的钻井液，能够测量地层随着深度变化的视电阻率曲线。

然而在现场作业中，限于泥浆传输速率的制约，只有少数重要的数据能实时传至地面系统[1]，用于现场分析并指导钻井的钻进工作，大量的数据需要存储在仪器的存储单元中，待仪器从井底提出后，再读出存储单元中的数据并加以解释应用。

所以对于随钻电阻率测井仪来说，数据的存储是其重要的功能，而存储单元的设计也就成为研究的重点之一。

2.随钻电阻率测井仪的存储单元设计在随钻电阻率测井仪电路系统的设计中，主控电路是其控制通讯核心部分，负责该仪器对外的通讯，以及对该仪器内部逻辑的控制以及测量数据的存储。

整个主控系统的电路设计（如图1）分为实时时钟电路设计，温度采集电路设计，DSP 单元设计，存储单元电路设计，随钻总线通信单元设计，随钻总线接口电路设计，电源单元设计七个部分，存储单元电路设计是主控单元电路设计的重点。

存储器模块主要包括三种类型的存储器芯片，SRAM，EEPROM和大容量FLASH。

DSP与SRAM、EEPROM、FLASH以及FPGA之间，通过直接寻址式外扩并行总线进行通信，外扩并行总线主要包括16位宽数据线XD0-XD15，19位宽地址线XA0-XA19，以及写使能引脚XWE，读使能引脚XRD，片选引脚CS0，CS2，CS6引出。

而在本系统中，具有三个存储器外设以及一个FPGA芯片，因而需要使用额外的片选控制引脚，在本设计中使用通用IO口来实现。

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２１００年
第３４卷
中国石油大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｏｈｎｎｖｒｉｆＰｔｌｕｏｒａｆｉａＵｉｅｓｔｏｅｒｅｍＣｙｏ
Ｖｏ．４Ｎｏ３１３．
第３期
Ｊｎ２１ｕ．００
文章编号：６３５０（０００－０８５１７－５２１）３０３－００
ｗｒｕｅｏａｐｉｄｅｓｒｍｎ．Ｉｈｓｉｅｅｃｅｓｒｍｎ，ａｃｍｌａｄｐｏｒｍａｌｌｃｅｉａｅｅｓｄｆｍｌｕｅｍａｕｅｅｔｎｐａｅｄｆｎｅｍａｕｅｅｔｏｐｉｔｒａｍｂｅｏＭｄｖｅｗｓｒｔｆｒｃｅｇ￣ｃ
探测深度的电阻率剖面测量，能够在地层钻遇的第一时间全面、真实地获取地层电阻率数据，为钻井地质导向及地
层评பைடு நூலகம்提供重要地质参数。关键词：随钻测井；电阻率；电磁波；复杂可编程逻辑器件；地质导向
中图分类号：Ｅ１１Ｔ５文献标志码：Ａｄｉ１．９９ｊｉｎ１７．０．０００．０ｏ：０３６／．ｓ．６３５５２１．３０８ｓ０
ｇｏｏｉａｔｅｉｎｄｆｒｅｌｇｃｌｓｅｒｎｇａｏｍａｔｎｅａｕａｉｎ．ｉｖｏｌｔｏ
ＬＩＨｕｉｙｎ．ｉ，ＳＹｉｎｏＵ — ａ，ＳＨＥＮＧｉｍｉ，ＤＯＵｕｒｎ，ＤＥＮＧＬ．ｎＸｉ．ｏｇＬｅ
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要考虑的各种影响因素，介绍以数字信号处理器为核心的测量系统基本构成。测量系统采用２４位 ∑一△模数转换
器实现幅度衰减测量，用复杂可编程逻辑器件实现高精度相位差测量。系统采用双频率、源距实现径向上多个采双
ｕｅｒｈｇｅｉｉｎｍｅｓｅｅｔＡｓｉａｗｏｓｕｒｅｓｃｓａｄｔｒｉｇｆｅｕｎｃｅ，ｔｉｏｌｃｕｌｃｕｒｓｄｆｉｈｐｒｃｓｏａｕｒｍ‘ｎ．ｏｔｈｄｔｏｃｐａｅｎｗｏｗｏｋｎｒｑｅｉｓｈｓｔｏｏｄａｑｉｅｍｕｌ－ｔｉ
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ｗａｅｒｓｓｉｉｙｍｅｓｅｅｔｖｅｉｔｖｔａｕｒｍｎ
多深度随钻电磁波电阻率测量系统设计
李会银，苏义脑盛利民，窦修荣邓乐，，
（．１中国石油大学地球资源与信息学院，山东东营２７６；．５０１２中石油钻井工程技术研究院，北京１０８）００３
摘要：多深度随钻电磁波电阻率测量系统由电磁波发射接收线圈系和电子线路两部分组成。分析线圈系设计中需