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相位感应测井仪器设计及其信号处理研究

作　者: 刘智涌
导　师: 聂在平
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 相位感应测井 数值模式匹配法 纵向分辨率 径向探测深度 刻度 井眼校正 自适应反褶积
分类号: P631.83
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 331次
引　用: 3次
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内容摘要


电法测井经过七十多年的发展，现已成为一门独立的学科。从最初的自然电位测井，发展到了感应测井和阵列感应测井。但是，感应测井和阵列感应测井在仪器设计和制造时存在直耦对消问题，已成为感应测井仪器发展的瓶颈。因此，在感应测井基础上，提出了只测量相位差而非感应电动势的相位感应测井仪，避开了在感应测井中非常棘手的直耦对消问题，大大降低了仪器研发的难度。测井仪器是在井下高温高压的环境中工作的，为了保护仪器内部电子线路和测量不受井眼条件的影响，在仪器设计过程中必须考虑诸如玻璃钢外壳和仪器内部注油等结构和措施来隔离外界环境，平衡压力。这些附加结构和措施会对测量结果产生哪些影响必须详细考察。同时，在测井工程中，径向探测深度和纵向分辨率是评价测井系统优劣的主要指标，为了评价这种仪器的性能，也必须对其径向探测深度和纵向分层能力做一个讨论。因为数值模式匹配法（NMM）是一种精确高效的半解析半数值方法，特别适用于在水平和纵向任意分层结构的分析，是正演分析的首选。本文就利用数值模式匹配法计算各种情况下相位感应测井仪的响应，考察各种仪器结构和外部环境对测量结果的影响，并且讨论各种条件下相位感应测井仪的径向和纵向特性，探讨了一种用均匀池水刻度仪器的可行性。在正演考察仪器设计的各种方案的之后，本文还就相位感应测井仪测量信号现场处理进行了讨论。现场处理分为两部分：井眼校正版图对井眼进行校正以减小井眼条件对测量结果的影响；自适应反褶积对围岩效应进行校正，以提高仪器测井曲线的纵向分辨率。而本文重点研究了后者。反褶积对测量结果进行自适应反褶积处理，提高了测井曲线的纵向分辨率。

全文目录


中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
第一章 序言  9-18
  1．1 电法测井技术的发展及现状简介  9-12
  1．2 传统感应测井的原理及其利弊  12-16
  1. 3 相位感应测井的提出  16
  1．4 本文的研究内容和结构安排  16-18
第二章 相位感应测井的工作原理  18-24
  2．1 引言  18
  2．2 相位感应测井相位差的解析表达式  18-24
第三章 相位感应测井的数值模拟  24-39
  3．1 引言  24
  3．2 高效的分析方法——数值模式匹配法  24-32
    3．2．1 径向非均匀介质中位场的数值模式  24-27
    3．2．2 单界面水平分层介质中位场的数值模式  27-28
    3．2．3 多界面水平分层介质中位场的数值模式  28-32
  3．3 典型问题以及主要结论  32-39
    3．3．1 均匀地层相位差和电导率的关系  32-35
    3．3．2 实际地层及其仪器结构对相位差的影响  35-39
第四章 相位感应测井仪器的方案设计及刻度方法  39-58
  4．1 相位测井仪器的结构  39-40
  4．2 相位感应测井的径向和纵向特性  40-51
    4．2．1 仪器的径向特性：径向探测数度  41-45
    4．2．2 仪器的纵向特性：纵向分层能力的考察  45-51
  4．3 相位感应测井仪的设计原则  51-52
  4．4 刻度问题  52-57
  4．5 本章小结  57-58
第五章 现场数据处理  58-82
  5．1 现场处理的目的与内容  58-59
  5．2 井眼校正方法  59-60
  5．3 传统感应测井围岩校正——反褶积方法方程的建立  60-65
    5．3．1 反褶积方法概述  60-62
    5．3．2 最小平方反滤波（最小平方反褶积）原理  62-65
    5．3．3 感应测井中的反褶积方程  65
  5．4 反褶积方程的求解  65-70
    5．4．1 白噪化和能量保持处理  66-67
    5．4．2 最优化方法  67-70
  5．5 相位感应测井的处理方法  70-82
    5．5．1 相位感应测井的几何因子  70-73
    5．5．2 滤波窗长的确定  73-74
    5．5．3 背景相位和背景电导率的求解  74-76
    5．5．4 相位感应测井反褶积的处理步骤及其结果  76-82
第六章 讨论  82-84
  6．1 相位感应测井仪设计的关键环节和应注意的几个问题  82-83
  6．2 相位感应测井仪进一步研究工作建议  83-84
参考文献  84-86
致谢  86

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 地质、矿产普查与勘探 > 地球物理勘探 > 地下地球物理勘探 > 仪器
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