[发明专利]用于随钻电磁波电阻率测量的信号处理方法与系统

说明书

本发明公开了一种用于随钻电磁波电阻率测量的信号处理方法与系统，方法包括：将预设频率的发射信号发射到待测地层；获取经待测地层反射回来的第一电磁波信号和第二电磁波信号；对两电磁波信号进行放大，得到第一放大信号和第二放大信号；利用数字开关模块来分离两放大信号中的高、低频分量，数字开关模块由数字开关控制信号控制；过滤掉两放大信号中的高频分量；计算两放大信号的低频分量的相位差和幅度比；根据相位差和幅度比，得到待测地层的电阻率。本发明采用的数字开关控制模块与滤波模块所需的计算量小，使得系统的功耗低，电路简单，可靠性高。

技术领域

本发明涉及油气开发与勘探技术领域，尤其涉及一种用于随钻电磁波电阻率测量的信号处理方法，还涉及一种用于随钻电磁波电阻率测量的信号处理系统。

背景技术

地层电阻率是反映地层特性的主要参数，随钻地层电阻率的测量是随钻测井的关键组成部分。通过随钻测量地层的电阻率判断地层特性变化，再结合其它地层资料，经过综合分析，可以及时地判断钻头是否钻出储层，从而及时调整井眼轨迹，确保井眼最大程度穿行于储层中有利于油气开采的最佳位置。目前使用的随钻电阻率测量工具以随钻电磁波电阻率测量应用最为广泛。由于电磁波在穿越地层时产生幅度衰减和相位偏移，并且产生幅度衰减和相位偏移由地层的电阻率和介电常数的特性所决定，电磁波在穿越不同的地层介质时产生的幅度衰减和相位偏移不同。不同的频率的电磁波对地层介质的响应特征也不同，当10MHz以上频率的电磁波，其产生的幅度衰减和相位偏移主要与地层的介电常数相关；而10MHz以下的电磁波，其产生的电磁波幅度衰减和相位偏移主要与地层的电阻率相关。地层电阻率对于地质导向和地层评价是重要地质参数。用于随钻测量电阻率的方法也很多，随钻电磁波测量方式可以应用在油基钻井液，这是随钻侧向电阻率测量方式所不能实现的。

现有的随钻电磁波电阻率测量方法的不足在于：现有的随钻电磁波电阻率测量信号发射和接收电路为了实现一个线圈及其匹配电路能够在两个不同的频率(2000KHz和400KHz)下实现谐振，结构较为复杂，功耗较大。由于2000KHz和400KHz的信号直接采集需要复杂的电路系统。为了便于采样，现有技术都是使用混频器来实现高频向低频的转换，将2000KHz或400KHz转换为几KHz的低频信号。但是混频器的功耗较大，而且需要较高的供电电压，与前后的模拟放大和滤波电路不兼容。在实际操作过程中，通常使用高温FPGA来实现数字混频。因为高温FPGA属于非常复杂的芯片，其功耗非常大、芯片引脚非常多，对电路板设计要求极高。这些都会增加电路系统的复杂程度，降低电路系统的可靠性。

因此，期望提供一种简单有效的随钻电磁波电阻率仪器的信号处理方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的随钻电磁波电阻率测量方法涉及数字混频，计算复杂，需要功耗大、芯片引脚多的高级处理器来实现，从而在增加了电路的复杂程度的同时，降低了电路的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种简单有效的随钻电磁波电阻率仪器的信号处理方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于随钻电磁波电阻率测量的信号处理方法，其包括：

将预设频率的发射信号发射到待测地层；

获取经待测地层反射回来的第一电磁波信号和第二电磁波信号；

对所述第一电磁波信号和所述第二电磁波信号进行放大，得到第一放大信号和第二放大信号；

利用数字开关模块来分离所述第一放大信号和所述第二放大信号中的高、低频分量，得到对应所述第一放大信号的第一高频分量和第一低频分量，以及对应所述第二放大信号的第二高频分量和第二低频分量，所述数字开关模块由数字开关控制信号控制；

过滤掉所述第一高频分量和所述第二高频分量，以提取出所述第一低频分量和所述第二低频分量；

计算所述第一低频分量和所述第二低频分量的相位差和幅度比；