瞬变电磁法测井传输与信号处理系统研究

瞬变电磁法测井传输与信号处理系统研究瞬变电磁法测井技术是一种较为新型的测井方法,这种测井方法优点众多,效果较好,现在已经成为测井等相关领域的研究热点。

依托于此测井方法,国内外陆续开发了一系列的测井设备和勘探仪器,对老油田的增产和新油田的探测起了巨大的推动作用。

针对于此,本文以瞬变电磁方法为理论基础,对采用瞬变电磁方法进行测井的技术进行了细致深入的研究和验证,本篇论文的研究是从理论和硬件两个方向展开的。

在理论研究方面,本文用Doll给出的二次场计算公式,计算了二次场的瞬态响应波形;同时探讨了该实际激励发射源的瞬变电磁测井响应和Doll二次场响应,分别用Doll电磁感应理论和无限大均匀介质的精确解给出了不同激发条件的总响应和Doll二次场响应波形;另外,针对于包含地层信息的二次场的提取,本文在传统的三线圈系的理论基础上,创造性地采用新型双线圈模型进行了处理,并为此进行了大量实验和软件模拟,得到的二次场信号较为清晰准确,可以有效地反映地层信息。

最后对于瞬变电磁过套管电阻率测井的两种响应以及信号传输的相关理论也进行了深入研究,并设计了自定义的AMI通信协议进行相关数据的传送。

在系统硬件的设计方面,本文主要针对于信号采集、传输以及处理的硬件设计,包括相应的程序编写和上位机软件的设计。

先后进行了两款系统的开发,分别为基于STM32的大功率激发与显示系统以及基于ARM9和ADS1278的信号处理系统。

其中,基于STM32的大功率激发与显示系统主要功能是对发射线圈进行控制,并对地层信号进行同步的采集,然后通过LCD进行波形的显示;而基于ARM9和ADS1278的信号处理系统则由井下部分和地
面部分组成。

其中,井下部分又划分为前端调理电路、信号采集电路、MCU控制电路、信号处理电路和发射控制电路等部分。

信号采集电路同时对4道差分模拟信号和两道直流模拟信号进行了采集;发射控制电路则产生两道互补方波,对发射电路进行了同步激发;信号处理电路是依据规定要求,对信号进行相关处理后进行传输。

信号由井下部分采集后通过电缆传输到地面部分,并由地面部分传送到上位机进行显示。