一種地層電阻率成像方法和微電阻率成像掃描儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種地層電阻率成像方法和微電阻率成像掃描儀，應(yīng)用于地層電阻率成像領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)油基泥漿或者合成基泥漿中地層電阻率成像的目的。所述方法包括：電阻率掃描儀上的每個(gè)極板上均設(shè)置有一對用于產(chǎn)生交流電流的發(fā)射電路，每個(gè)發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號，在兩個(gè)電極之間設(shè)置有多對鈕扣電極，所述方法包括：對于任一極板，由該極板上的任一發(fā)射電路通過電極發(fā)射交流電流；在所述交流電流通過井內(nèi)泥漿和地層構(gòu)成的回路到達(dá)該極板上另一電極的過程中，獲得每對鈕扣電極之間的電壓差；依據(jù)交流電流和每對鈕扣電極之間的電壓差確定每對鈕扣電極之間的地層電阻率，以獲得地層電阻率圖像。
【專利說明】—種地層電阻率成像方法和微電阻率成像掃描儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地層電阻率成像【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種地層電阻率成像方法和微電阻率成像掃描儀。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了獲取井下地層分布情況，主要采用地層電阻率成像的方法，在過去，為采集高質(zhì)量的微電阻率成像數(shù)據(jù)資料，只能選擇使用水基泥漿。
[0003]隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，越來越多的人們開始采用油基泥漿或合成基泥漿，油基泥漿具有抗高溫、抗鹽鈣侵蝕，有利于井壁穩(wěn)定、潤滑性好、對油氣層損害小的特點(diǎn)，合成基泥漿對環(huán)境的影響較小，并且鉆井效率較高。但是油基泥漿和合成基泥漿的電阻率較大，直接采用現(xiàn)有水基泥漿微電阻率掃描儀無法在油基泥漿和合成基泥漿中成像。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種地層電阻率成像方法和微電阻率成像掃描儀，可應(yīng)用于油基泥漿和合成基泥漿中，通過測量地層電阻率獲取電阻率圖像，進(jìn)而確定巖層的發(fā)育情況，比如巖層致密還是巖層疏松或裂縫、孔洞發(fā)育等。
[0005]有鑒于此，本發(fā)明第一方面提供一種地層電阻率成像方法，可包括:
[0006]電阻率掃描儀上的每個(gè)極板上均設(shè)置有一對用于產(chǎn)生交流電流的發(fā)射電路，每個(gè)發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號，在兩個(gè)電極之間設(shè)置有多對鈕扣電極，所述方法包括:
[0007]對于任一極板，由該極板上的任一發(fā)射電路通過電極發(fā)射交流電流；
[0008]在所述交流電流通過井內(nèi)泥漿和地層構(gòu)成的回路到達(dá)該極板上另一電極的過程中，獲得每對鈕扣電極之間的電壓差；
[0009]依據(jù)交流電流和每對鈕扣電極之間的電壓差確定每對鈕扣電極之間的地層電阻率，以獲得地層電阻率圖像。
[0010]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，優(yōu)選的，不同極板上的發(fā)射電路通過電極發(fā)射的交流電流的頻率不同。
[0011]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，優(yōu)選的，所述交流電流通過電容耦合的方式從泥漿進(jìn)入地層。
[0012]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，優(yōu)選的，依據(jù)交流電流和每對鈕扣電極之間的電壓差確定每對鈕扣電極之間的地層電阻率時(shí)，計(jì)算公式如下:R = KV/I ；
[0013]其中，R為地層電阻率，K為掃描儀的幾何因子，V為一對鈕扣電極之間的電壓差，I為一對電流的平均值，所述一對電流包括所述交流電流和該極板上另一電極接收的電流。
[0014]本發(fā)明第二方面提供一種微電阻率成像掃描儀，所述掃描儀包括多個(gè)極板，每個(gè)極板上均設(shè)置有一對用于產(chǎn)生交流電流的發(fā)射電路，每個(gè)發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號，在兩個(gè)電極之間設(shè)置有多對鈕扣電極。
[0015]從以上本發(fā)明提供的實(shí)施例可以看出，本實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]基于水基泥漿做電阻率成像時(shí)，電流流經(jīng)的回路較長，而水基泥漿的電阻率一般較小，即使回路較長，電流流經(jīng)回路最終達(dá)到接收端時(shí)的強(qiáng)度仍然足夠用于電阻率成像。而油基泥漿和合成基泥漿的電阻率較大，電流在回路中衰減較大，最終不能成像。而本發(fā)明實(shí)施例將用于產(chǎn)生電流的發(fā)射電路設(shè)置在極板上，產(chǎn)生的電流通過電極發(fā)射進(jìn)入地層，然后由地層回到極板上的另一發(fā)射電路，發(fā)射回路小，信號衰減小，使得信號的穿透力更強(qiáng)，相應(yīng)的，信號進(jìn)入地層返回的信號也更強(qiáng)，可以用于獲得地層電阻率，根據(jù)獲得的地層電阻率即可得到地層電阻率圖像。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測量地層電阻率的原理圖；
[0018]圖2為圖1所不原理圖的等效圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用3對鈕扣電極作地層電阻率成像時(shí)對應(yīng)的泥漿、地層等效電路；
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的6對鈕扣電極在極板上的分布示意圖；
[0021]圖5為發(fā)射電路中信號發(fā)射部分的示意圖；
[0022]圖6為圖5所示發(fā)射電路中信號發(fā)射部分的一種具體結(jié)構(gòu)。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]下面對本發(fā)明提供的技術(shù)方案做詳細(xì)公開的說明，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以應(yīng)用于油基泥漿和合成基泥漿中，為了便于說明，以油基泥漿為例進(jìn)行描述。
[0025]在油基泥漿中，采用微電阻率掃描儀測量地層電阻率時(shí)，多個(gè)極板全部緊貼井壁，由地面裝置控制極板上的發(fā)射電路通過電極發(fā)射交變電流脈沖。其中，在每個(gè)極板上均設(shè)置有一對用于產(chǎn)生交流電流的發(fā)射電路，發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號。電極發(fā)射的電流垂直于極板外表面(即井壁)進(jìn)入地層，通過井內(nèi)泥漿和地層構(gòu)成的回路而再回到極板上，由另一電極接收。在極板的一對電極之間有多對用于測量電壓的鈕扣電極，由于極板緊貼井壁，所以位于極板上的鈕扣電極對可以對應(yīng)的測量地層中兩點(diǎn)的電壓差，電壓差的大小反映出鈕扣電極正對著的地層鄰域由于巖石結(jié)構(gòu)或化學(xué)上的非均質(zhì)性引起的微電阻率的變化。鈕扣電極的電流經(jīng)適當(dāng)處理可刻度為彩色或灰色等圖像，反映地層微電阻率的變化，從而反映出井壁上地層巖石結(jié)構(gòu)變化。一般電阻率值越大，色度越亮，其反映的巖層致密、堅(jiān)硬；電阻率值越小，色度越暗，其反映的巖層疏松或裂縫、孔洞發(fā)育等。
[0026]本實(shí)施例中，將發(fā)射電路設(shè)置在極板上，可以減小發(fā)射回路，使得信號的穿透力更強(qiáng)，相應(yīng)的，信號進(jìn)入地層返回的信號也更強(qiáng)，從而可以測得地層電阻率，根據(jù)測得地層電阻率即可得到地層電阻率圖像。
[0027]泥漿和地層相當(dāng)于一個(gè)電容，電流發(fā)射頻率越高越容易穿透，極板接收到的信號越強(qiáng)，優(yōu)選的，交流電流的頻率范圍可以為:25kHz-39kHz。由于電極接收信號時(shí)采用濾波的方式，每個(gè)極板只能接收自己發(fā)射的頻率的信號，因此，多個(gè)極板可以選用不同的發(fā)射頻率，對于其中一個(gè)極板來說，可以過濾掉其他極板上發(fā)射電路通過電極發(fā)射的信號,減少極板之間信號的相互干擾。
[0028]優(yōu)選的，極板可以選擇兩層六個(gè)極板的設(shè)計(jì)，這樣，井眼覆蓋率較大，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，層數(shù)及極板的數(shù)量可能會增加，這樣會使井眼覆蓋率增加，能得到更多的井下信肩、O
[0029]發(fā)射電路安裝在極板上，可以減小發(fā)射回路，使信號穿透力更強(qiáng)，得到更強(qiáng)的地層中的電信號響應(yīng)，從而得到更高清晰度的測井曲線。對應(yīng)的，參考圖1所示，為地層電阻率測量的原理圖，本圖僅示出電流從發(fā)射到接收的回路，在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)射電路還需要連接其他的信號處理設(shè)備或者電路，其中所示的測量電極即為鈕扣電極，圖1中以兩對鈕扣電極為例示出，發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號。每個(gè)極板上的發(fā)射電路發(fā)出的信號是通過電容耦合方式從泥漿泥餅到地層。相應(yīng)的，圖2為圖1所示原理圖的等效圖。
[0030]當(dāng)有3對鈕扣電極時(shí)，對應(yīng)的泥漿、地層等效電路參考圖3所示，有3個(gè)由電阻和電容構(gòu)成的并聯(lián)電路并聯(lián)在一起，與鈕扣電極的對數(shù)相等，一對鈕扣電極對應(yīng)連接3個(gè)并聯(lián)電路中的一個(gè)(并沒有固定的對應(yīng)關(guān)系)。對于鈕扣電極多于3對的情況，可以依此類推，比如，6對鈕扣電極時(shí)，共有6個(gè)電路并聯(lián)在一起，每個(gè)電路均由電阻和電容并聯(lián)構(gòu)成，一對鈕扣電極對應(yīng)連接6個(gè)并聯(lián)電路中的一個(gè)。
[0031]以6對鈕扣電極為例，其在極板上的分布參考圖4所示，每列兩個(gè)看作一對，圖4僅用于示意性的說明，與實(shí)際形狀并不一定相符，發(fā)射電流從極板垂直進(jìn)入地層，從每對鈕扣電極得到電壓差，經(jīng)過一系列的計(jì)算和處理，得到地層電阻率。
[0032]電阻率計(jì)算公式為R = KV/I，其中，R為地層電阻率，K為掃描儀的幾何因子，V為一對鈕扣電極之間的電壓差，I為一對電流的平均值，所述的一對電流為發(fā)射電路發(fā)射的交流電流和該交流電流通過回路達(dá)到另一電極時(shí)對應(yīng)的電流(即另一電極接收到的電流信號)。
[0033]進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種微電阻率成像掃描儀，所述掃描儀包括多個(gè)極板，每個(gè)極板上均設(shè)置有一對用于產(chǎn)生交流電流的發(fā)射電路，每個(gè)發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號，在兩個(gè)電極之間設(shè)置有多對鈕扣電極。
[0034]采用微電阻率掃描儀測量地層電阻率時(shí)，多個(gè)極板全部緊貼井壁，由地面裝置控制極板上的發(fā)射電路通過電極發(fā)射交變電流脈沖，在每個(gè)極板上均設(shè)置有一對發(fā)射電路，該發(fā)射電路可以產(chǎn)生交流電流，通過電極發(fā)射或接收交流電流。發(fā)射電路通過電極發(fā)射的電流垂直于極板外表面(即井壁)進(jìn)入地層，通過井內(nèi)泥漿和地層構(gòu)成的回路而再回到極板上，由另一電極接收。在極板的一對電極之間有多對用于測量電壓的鈕扣電極，由于極板緊貼井壁，所以位于極板上的鈕扣電極對可以對應(yīng)的測量地層中兩點(diǎn)的電壓差，電壓差的大小反映出鈕扣電極正對著的地層鄰域由于巖石結(jié)構(gòu)或化學(xué)上的非均質(zhì)性引起的微電阻率的變化。鈕扣電極的電流經(jīng)處理可刻度為彩色或灰色等圖像，反映地層微電阻率的變化，從而反映出井壁上地層巖石結(jié)構(gòu)變化。一般電阻率值越大，色度越亮，其反映的巖層致密、堅(jiān)硬；電阻率值越小，色度越暗，其反映的巖層疏松或裂縫、孔洞發(fā)育等。
[0035]優(yōu)選的，每個(gè)極板上的發(fā)射電路發(fā)出的信號是通過電容耦合方式從泥漿泥餅到地層。交流電流發(fā)射頻率范圍可以為:25kHz-39kHz。極板和地層之間相當(dāng)于一個(gè)電容，電流發(fā)射頻率越高越容易穿透，極板接收到的信號越強(qiáng)，多個(gè)極板的發(fā)射頻率不同，還可以減少極板之間信號的相互干擾。
[0036]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所述掃描儀還包括其他組成部分，由于其他組成部分可以參考現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，且不是本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明點(diǎn)，這里不再進(jìn)行贅述。
[0037]為了對本發(fā)明實(shí)施例有更為深刻的理解，基于上述各實(shí)施例，下面舉例給出發(fā)射電路中信號發(fā)射部分的電路圖。參考圖5所示，為發(fā)射電路中信號發(fā)射部分的一種示意圖，可以包括:濾波器模塊100、功率放大器模塊103、升壓模塊104、電流測量模塊105和電壓測量模塊106，所述濾波器模塊100、功率放大器模塊103、升壓模塊104和電流測量模塊105依次串聯(lián)連接，所述電壓測量模塊106與所述電流測量模塊105并聯(lián)連接，所述濾波器模塊100用于接收交流電信號源發(fā)出的交流電信號并對交流電信號進(jìn)行濾波，所述功率放大器模塊103用于對濾波后的交流電信號進(jìn)行放大，所述升壓模塊104用于對放大后的交流電信號進(jìn)行升壓以生成和輸出發(fā)射信號，所述電流測量模塊105用于對所述發(fā)射信號的電流大小進(jìn)行測量并輸出測量的電流數(shù)據(jù)，所述電壓測量模塊106用于對所述發(fā)射信號的電壓大小進(jìn)行測量并輸出測量的電壓數(shù)據(jù)。
[0038]其中，所述濾波器模塊100從接收的交流電信號作為該發(fā)射電路的激勵信號，所述濾波器模塊100對該激勵信號進(jìn)行濾波，并將濾波后的激勵信號輸入功率放大器模塊103。
[0039]所述功率放大器模塊103對濾波后的交流電信號進(jìn)行放大，并將放大后的交流電信號輸入到升壓模塊104。
[0040]所述升壓模塊104對交流電信號進(jìn)行升壓，并將升壓后的交流電信號作為發(fā)射電流信號發(fā)射，從而發(fā)射信號可以例如通過與升壓模塊104連接的電極發(fā)射出去并進(jìn)入油井內(nèi)的泥漿柱和地層中。
[0041]通過依次設(shè)置濾波器模塊100、功率放大器模塊103和升壓模塊104，該發(fā)射電路能夠根據(jù)接收的交流激勵信號來輸出較大的發(fā)射信號，可以使發(fā)射信號穿過電極和井壁之間形成的泥漿絕緣層或泥餅而進(jìn)入地層中，從而可以在使用油基泥漿或合成基泥漿的情況下進(jìn)行微電阻率掃描成像。
[0042]另外，電流測量模塊105測量發(fā)射信號的電流大小并輸出測量的電流數(shù)據(jù)以便將檢測到的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)傳送給地面上的處理系統(tǒng)，來顯示和分析發(fā)射電路的發(fā)射信號。以便于后續(xù)通過地面上的處理系統(tǒng)來顯示和分析發(fā)射電路的發(fā)射信號的電流大小。所述電壓測量模塊106測量發(fā)射信號的電壓大小并輸出測量的電壓數(shù)據(jù)，以便于后續(xù)通過地面上的處理系統(tǒng)來顯示和分析發(fā)射電路的發(fā)射信號的電壓大小。因此，該微電阻率掃描成像測井裝置的發(fā)射電路還可以檢測發(fā)射信號的電流和電壓大小，
[0043]圖6為在圖5的基礎(chǔ)上，給出發(fā)射電路中信號發(fā)射部分的一種具體結(jié)構(gòu)。所述濾波器模塊100可以包括第一濾波電路和第二濾波電路，所述第一濾波電路與所述第二濾波電路串聯(lián)。通過采用兩級濾波電路，可以更好地濾除激勵信號中的干擾，輸出平滑的交流電信號。
[0044]所述第一濾波電路可以包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、第二電容C2和第一集成運(yùn)放Ul，所述第一電阻Rl與第二電阻R2串聯(lián)連接到所述第一集成運(yùn)放Ul的同相輸入端,所述第一電容Cl的一端連接在所述第一電阻Rl與第二電阻R2之間，所述第一電容Cl的另一端通過所述第三電阻R3連接到所述第一集成運(yùn)放Ul的反相輸入端，所述第一集成運(yùn)放Ul的反向輸入端通過所述第三電阻R3連接到所述第一集成運(yùn)放Ul的輸出端，所述第一集成運(yùn)放Ul的反相輸入端通過所述第四電阻R4接地，所述第一集成運(yùn)放Ul的同相輸入端通過所述第二電容C2接地。
[0045]其中，交流電激勵信號進(jìn)入該第一濾波電路的第一電阻Rl，經(jīng)過該第一濾波電路進(jìn)行濾波后，從第一集成運(yùn)放Ul的輸出端輸出第一次濾波后的交流電信號。
[0046]所述第二濾波電路可以包括第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第三電容C3、第四電容C4和第二集成運(yùn)放U2，所述第五電阻R5與第六電阻R6串聯(lián)連接到所述第二集成運(yùn)放U2的同相輸入端，所述第三電容C3的一端連接在所述第五電阻R5與第六電阻R6之間，所述第三電容C3的另一端通過所述第七電阻R7連接到所述第二集成運(yùn)放U2的反相輸入端，所述第二集成運(yùn)放U2的反向輸入端通過所述第七電阻R7連接到所述第二集成運(yùn)放U2的輸出端，所述第二集成運(yùn)放U2的同相輸入端通過所述第四電容C4接地。
[0047]其中，從第一濾波電路輸出的交流電激勵信號進(jìn)入該第二濾波電路的第一電阻R5，經(jīng)過該第二濾波電路進(jìn)行濾波后，從第二集成運(yùn)放U2的輸出端輸出第二次濾波后的交流電信號。
[0048]可以理解，上述濾波器模塊100采用二級濾波電路的形式僅僅是示例性的，而不用于限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際需要采用一級濾波電路或多于二級的濾波電路。
[0049]所述功率放大器模塊103可以包括第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第五電容C5、第一三極管Ql、第二三極管Q2和第三集成運(yùn)放U3，所述第五電容C5連接到所述第三集成運(yùn)放U3的同相輸入端，所述第三集成運(yùn)放U3的反相輸入端通過所述第八電阻R8接地，所述第三集成運(yùn)放U3的反相輸入端通過所述第九電阻R9連接到所述第三集成運(yùn)放U3的輸出端，所述第三集成運(yùn)放U3的正電源端通過所述第十一電阻Rll接電源正極，所述第三集成運(yùn)放U3的負(fù)電源端通過所述第十電阻RlO接電源負(fù)極，所述第一三極管Ql的基極連接所述第三集成運(yùn)放U3的正電源端，所述第二三極管Q2的基極連接所述第三集成運(yùn)放U3的負(fù)電源端，所述第一三極管Ql的集電極與所述第二三極管Q2的集電極連接，所述第一三極管Ql的發(fā)射極通過第十二電阻R12接電源正極，所述第二三極管Q2的發(fā)射極通過所述第十三電阻R13接電源負(fù)極，所述第三集成運(yùn)放U3的輸出端連接所述第十四電阻R14的一端，所述第十四電阻R14的另一端連接在所述第一三極管Ql的集電極與第二三極管Q2的集電極之間。進(jìn)一步優(yōu)選地，如圖6所示，所述電源負(fù)極可以通過一個(gè)電容接地，所述電源正極也可以通過一個(gè)電容接地，以用于濾去噪聲。
[0050]其中，從濾波器模塊100輸出的濾波后的激勵信號進(jìn)入該功率放大器模塊103的第五電容C5，經(jīng)由該功率放大器模塊103進(jìn)行功率放大后，將交流電信號從第三集成運(yùn)放U3的輸出端通過第十四電阻R14輸出。
[0051]所述升壓模塊104可以包括一組并聯(lián)電容、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第八電容C8和第一變壓器Tl，所述一組并聯(lián)電容與所述第十五電阻R15并聯(lián)后連接到所述第一變壓器Tl的一組同名端的初級線圈的一端，所述第一變壓器Tl的另一組同名端的初級線圈的另一端接地，所述第一變壓器Tl的一組同名端的次級線圈的一端連接所述第十六電阻R16以用于輸出所述發(fā)射信號，所述第一變壓器Tl的另一組同名端的次級線圈的另一端通過所述第八電容C8接地。
[0052]其中，從功率放大器模塊103輸出的交流電信號進(jìn)入該升壓模塊104的一組并聯(lián)電容和第十五電阻R15，通過該一組并聯(lián)電容和第十五電阻R15進(jìn)入第一變壓器Tl的初級線圈，通過第一變壓器Tl進(jìn)行升壓后，從第一變壓器Tl的次級線圈通過第十六電阻R16輸出發(fā)射信號。優(yōu)選的，還可以將該升壓模塊104的輸出端接屏蔽線，屏蔽層接地，從而可以將外來的干擾信號通過屏蔽線導(dǎo)入大地。所述一組并聯(lián)電容優(yōu)選為采用六個(gè)電容并聯(lián)，當(dāng)然，也可以根據(jù)需要采用多于或少于六個(gè)電容的一組并聯(lián)電容。
[0053]所述電流測量模塊105包括第二變壓器T2、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第九電容C9和第四集成運(yùn)放U4，所述第二變壓器T2的一組同名端的初級線圈的一端用于接屏蔽線(一般連接到屏蔽線的屏蔽層)，所述第二變壓器T2的另一組同名端的初級線圈的另一端用于(例如通過屏蔽芯)接電極，所述第二變壓器T2的另一組同名端的初級線圈的另一端還連接第九電容C9以用于通過第九電容C9接屏蔽線(一般連接到屏蔽線的屏蔽層)，所述第二變壓器T2的一組同名端的次級線圈的一端通過所述第十九電阻R19接所述第四集成運(yùn)放U4的同相輸入端，所述第二變壓器T2的另一組同名端的次級線圈的另一端通過所述第十七電阻R17接所述第四集成運(yùn)放U4的反相輸入端，所述第四集成運(yùn)放U4的反相輸入端通過所述第十八電阻R18連接所述第四集成運(yùn)放U4的輸出端，所述第四集成運(yùn)放U4的輸出端用于輸出測量的電流數(shù)據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述第四集成運(yùn)放U4的正電源端接電源正極，電源正極可以通過一個(gè)電容接地，所述第四集成運(yùn)放U4的負(fù)電源端接電源負(fù)極，所述電源正極也可以通過一個(gè)電容接地，通過電容可以濾去噪聲。所述第二變壓器T2的另一組同名端的初級線圈的另一端還可以通過一個(gè)電阻接地。
[0054]其中，從升壓模塊104輸出的發(fā)射信號可以通過第二變壓器T2的初級線圈后到達(dá)電極，然后從電極發(fā)射出去并進(jìn)入油井內(nèi)泥漿柱和地層中，可以采用兩個(gè)發(fā)射頻率相同、極性相反的發(fā)射信號的發(fā)射電路配合使用，通過同時(shí)向地層發(fā)射頻率相同、極性相反的交流發(fā)射信號，使得交流發(fā)射信號在兩個(gè)發(fā)射電路與地層之間構(gòu)成回路，可以通過測量地層中的電流信號并對電流信號進(jìn)行分析處理來得到測井圖像。第二變壓器T2的初級線圈的一端還可以通過第九電容C9接屏蔽線的屏蔽層，以用于將輸出的發(fā)射信號中的干擾信號通過屏蔽線的屏蔽層導(dǎo)入大地。
[0055]同時(shí)，第二變壓器T2的次級線圈輸出的交流電通過第四集成運(yùn)放U4后輸出測量的電流數(shù)據(jù)，該電流數(shù)據(jù)用于表示發(fā)射信號的電流大小?？梢詫⒃摐y量的電流數(shù)據(jù)傳輸給地面上的處理系統(tǒng)，從而處理系統(tǒng)可以顯示和分析發(fā)射電路的發(fā)射信號的電流大小。
[0056]所述電壓測量模塊106可以包括第二十電阻R20、第二^^一電阻R21、第二十二電阻R22和第五集成運(yùn)放U5，所述第五集成運(yùn)放U5的反向輸入端連接所述第二十電阻R20，所述第五集成運(yùn)放U5的反向輸入端通過所述第二十二電阻R22連接到所述第五集成運(yùn)放U5的輸出端，所述第五集成運(yùn)放U5的同相輸入端通過所述第二十一電阻R21接地，所述第五集成運(yùn)放U5的輸出端用于輸出測量的電壓數(shù)據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)選地，如圖6所示，所述第五集成運(yùn)放U5的同相輸入端還可以通過一個(gè)電容來接地，以用于濾去噪聲。
[0057]其中，從升壓模塊104輸出的發(fā)射信號可以進(jìn)入該電壓測量模塊106的第二十電阻R20，并從第五集成運(yùn)放U5的輸出端輸出測量的電壓數(shù)據(jù)，該電壓數(shù)據(jù)用于表示發(fā)射信號的電壓大小。可以將該測量的電壓數(shù)據(jù)傳輸給地面上的處理系統(tǒng)，從而處理系統(tǒng)可以顯示和分析發(fā)射電路的發(fā)射信號的電流大小。
[0058]發(fā)射電路通過濾波器、在接地端設(shè)置電容、以及在發(fā)射電路輸出端外接屏蔽線的方式，可以有效地去除干擾信號，從而便于準(zhǔn)確地得到測井圖像，更好地實(shí)現(xiàn)在油基泥漿和合成基泥漿中成像。另一方面，該發(fā)射電路的具體實(shí)現(xiàn)方式體積較小，便于集成在微電阻率掃描成像測井裝置的極板上，加工方便，成本低。
[0059]以上所述，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種地層電阻率成像方法，其特征在于，電阻率掃描儀上的每個(gè)極板上均設(shè)置有一對用于產(chǎn)生交流電流的發(fā)射電路，每個(gè)發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號，在兩個(gè)電極之間設(shè)置有多對鈕扣電極，所述方法包括: 對于任一極板，由該極板上的任一發(fā)射電路通過電極發(fā)射交流電流； 在所述交流電流通過井內(nèi)泥漿和地層構(gòu)成的回路到達(dá)該極板上另一電極的過程中，獲得每對鈕扣電極之間的電壓差； 依據(jù)交流電流和每對鈕扣電極之間的電壓差確定每對鈕扣電極之間的地層電阻率，以獲得地層電阻率圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，不同極板上的發(fā)射電路通過電極發(fā)射的交流電流的頻率不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述交流電流通過電容耦合的方式從泥漿進(jìn)入地層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，依據(jù)交流電流和每對鈕扣電極之間的電壓差確定每對鈕扣電極之間的地層電阻率時(shí)，計(jì)算公式如下:R = KV/I ； 其中，R為地層電阻率，K為掃描儀的幾何因子，V為一對鈕扣電極之間的電壓差，I為一對電流的平均值，所述一對電流包括所述交流電流和該極板上另一電極接收的電流。
5.一種微電阻率成像掃描儀，其特征在于，所述掃描儀包括多個(gè)極板，每個(gè)極板上均設(shè)置有一對用于產(chǎn)生交流電流的發(fā)射電路，每個(gè)發(fā)射電路通過電極發(fā)射或接收信號，在兩個(gè)電極之間設(shè)置有多對鈕扣電極。
【文檔編號】G01V3/24GK104076405SQ201410342874
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】李東生, 柴細(xì)元, 嵇成高, 李國英, 張崇軍, 張瑜, 顏肖平, 張洪元, 司云, 于春蕾, 董雪菲 申請人:北京中石曙光科技有限公司, 中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司