發(fā)布時(shí)間：2021-08-11 08:07

　　分析隨鉆微電阻率掃描成像方法和探測(cè)器方案,研制一種新型隨鉆高分辨率電阻率成像工程儀器,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)驗(yàn)證儀器的可行性和可靠性。基于非接觸式耦合側(cè)向電阻率測(cè)量原理,分析隨鉆條件下的井筒電場(chǎng)建立和掃描成像方法,形成上下兩個(gè)發(fā)射電極聚焦、中間3個(gè)成像電極接收的電極系組合方案。利用電磁場(chǎng)有限元仿真確定電極系源距和儀器探測(cè)特性。結(jié)果表明:儀器的裂縫電阻率真值分辨率與成像電極直徑相當(dāng),掃描圖像上對(duì)5 mm裂縫有可辨識(shí)響應(yīng);高速采集電子系統(tǒng)和多傳感器組合在儀器動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)下檢測(cè)電阻率信號(hào)和工具面角度,可實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速下的128扇區(qū)全井筒覆蓋的地層圖像;研制的隨鉆電阻率成像儀器在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中獲得了高分辨率的地層圖像,隨鉆電阻率曲線與電纜測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)高度吻合,且分辨率更高,能更好地分辨出薄層信息。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,44(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

儀器結(jié)構(gòu)和掃描成像原理

螺繞環(huán)激勵(lì)源示意圖

電阻率測(cè)量單元包括發(fā)射和采集兩部分。圖3中兩側(cè)的綠色大螺繞環(huán)代表發(fā)射電極,中間綠色小螺繞環(huán)代表成像電極。發(fā)射部分包括發(fā)射控制單元、發(fā)射調(diào)節(jié)單元和功率驅(qū)動(dòng)單元;接收部分包括調(diào)諧單元、前置放大單元、采集單元和采集控制單元。發(fā)射控制單元發(fā)射低能量波形,經(jīng)發(fā)射驅(qū)動(dòng)提升信號(hào)功率后,通過(guò)調(diào)諧模塊(用于調(diào)整工作頻率、帶寬,增加發(fā)射效率)輸送給發(fā)射電極。調(diào)諧模塊盡量靠近發(fā)射電極。接收單元與發(fā)射單元同時(shí)工作,采集流經(jīng)成像電極進(jìn)入地層回路的實(shí)時(shí)電流微弱信號(hào),經(jīng)過(guò)前置放大濾波模塊后,由檢波采集模塊數(shù)字化。前置放大盡量靠近成像電極。主控單元包括低功耗MCU(microprogrammed control unit,微程序控制器)、通信單元和存儲(chǔ)單元等部分。MCU負(fù)責(zé)統(tǒng)一協(xié)調(diào)測(cè)量模式的切換、數(shù)據(jù)的處理/傳輸和存儲(chǔ)。儀器采用RS485串行總線與MWD(measurement while drilling,隨鉆測(cè)量)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,通過(guò)鉆井液脈沖或電磁波遙傳將8扇區(qū)圖像實(shí)時(shí)傳至地面。存儲(chǔ)單元容量為16 Gb,負(fù)責(zé)將原始信息保存在儀器內(nèi)部,待儀器返回地面后進(jìn)行讀取回放。整套采集系統(tǒng)可在150 ℃下長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,在地層條件下的系統(tǒng)整體功耗約為3 W。

【參考文獻(xiàn)】：
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