[发明专利]水平井随钻探层测距雷达单频调制脉冲信号源

说明书

本申请公开了一种水平井随钻探层测距雷达单频调制脉冲信号源，所述水平井随钻探层测距雷达单频调制脉冲信号源包括连续波信号源、脉冲信号源，其中，所述连续波信号源用于产生连续波信号，作为待调制信号，其中，所述脉冲信号源用于产生脉冲信号，作为用于对所述待调制信号进行调制的载波信号。本发明既可以保证探层测距雷达具有较高的探测分辨率，又可以保证发射信号经窄带平板缝隙天线能高效、高保真地发射到地层中，从而有效地提高探层测距雷达的探测深度。

技术领域

本发明涉及钻井信号处理领域，具体涉及一种用于水平井随钻探层测距雷达的单频调制脉冲信号源，主要适用于随钻过程中油层、煤层、及其它储层的层厚探测。

背景技术

随着石油及天然气工业的不断发展和勘探开发难度的不断增大，石油和天然气工业已逐渐转向油气层薄、物性差、非均质性强的非常规油气藏，定向井、水平井等特殊工艺井的应用也逐年增多。在这些特殊工艺井的施工过程中，需要及时掌握钻头所钻穿的岩层特性，快速准确找到储集层，再通过随钻测量技术，随钻探测储集层边界，指导施工人员控制钻头始终穿行在储集层中，以便最大限度地提高储集层的钻遇率，以及油气的采收率。

为保证钻头始终在储集层中钻进，就需随钻测量储集层的上下边界面，保证钻头处于储集层中的最佳位置。但是，在实际钻进中，由于现有检测工具的局限性，经常出现钻头钻穿储集层，或者不能保持在储集层中的最佳位置，影响了储集层的钻遇率和油气等资源的采收率。

水平井随钻探层测距雷达则能很好地解决上述问题。本发明是水平井探层测距雷达的核心技术之一，探层测距雷达单频调制脉冲信号源可以发射出脉宽在纳秒级的单频调制脉冲电磁波信号，电磁波信号在储集层中传输，并在储集层与盖层的分界面处产生反射回波，接收机接收到该回波，通过对回波进行采样、信号处理，根据信号的时域和频域信息，从而定量地测算出钻具所在储集层的上下边界面。

地层探测可以归类为一种测距问题，测距的两个核心指标是探测深度和分辨率。水平井随钻探层测距雷达属于探地雷达的一种，目前，国内外探地雷达的电磁波信号源为高压窄脉冲信号源，发射的电磁波信号，在时域上表现为窄脉宽，通常为几纳秒，甚至为几百皮秒，可以使探测分辨率达到厘米级，甚至毫米级。然而，高压窄脉冲信号在频域上表现为超宽带信号，为了能将此信号能最大限度的发射出去，则要求发射天线为超宽带天线。然而，由于水平井随钻探层测距雷达应用环境为油气井，油气井眼径向尺寸小，地面探地雷达常用的超宽带蝶形天线由于尺寸较大，无法适用；测井用的孔中雷达常用的超宽带天线由于定向性较差，同样无法适用。

考虑到尺寸和定向性问题，水平井随钻探层测距雷达采用了宽度尺寸较小、定向性较好的窄带平板缝隙天线。

当使用窄带平板缝隙天线作为收发天线时，若仍使用探地雷达常用的高压窄脉冲信号源，会有两方面缺陷：一是发射出的超宽带窄脉冲信号的大部分能量将无法经由天线辐射到地层内，造成能量损失；二是发射出的超宽带窄脉冲信号将产生“振铃”现象，造成严重失真。

发明内容

为了解决上述问题，保证信号源发射的电磁波信号能量能高效、高保真地发射到地层中，并满足探测过程中探测深度和分辨率的要求，本发明提出了一种用于水平井随钻探层测距雷达的单频调制脉冲信号源。

本发明提出的一种用于水平井随钻探层测距雷达的单频调制脉冲信号源，主要适用于随钻过程中油层、煤层、及其它储层的层厚探测。在水平井的随钻过程中，单频调制脉冲信号源可以发射出脉宽在纳秒级的单频调制脉冲信号，此技术是水平井随钻探层测距雷达的核心技术之一。

根据本发明的实施例，提供了一种水平井随钻探层测距雷达单频调制脉冲信号源，所述水平井随钻探层测距雷达单频调制脉冲信号源包括连续波信号源、脉冲信号源，其中，所述连续波信号源用于产生连续波信号，作为待调制信号，其中，所述脉冲信号源用于产生脉冲信号，作为用于对所述待调制信号进行调制的载波信号。