前言

第1章 隨鑽電阻率測井技術概述 1

1.1 初識電阻率測井技術 1

1.2 隨鑽電阻率技術進展 1

第2章 隨鑽方位電磁波電阻率測井技術 4

2.1 隨鑽電磁波電阻率測井儀原理 4

2.1.1 隨鑽電磁波電阻率測井 4

2.1.2 隨鑽方位電磁波電阻率測井 5

2.2 線圈繫參數與測井儀檢測功能的對應關繫 6

2.3 線圈繫設計原則 7

2.3.1 測井儀功能需求分析 7

2.3.2 線圈繫參數的約束條件 8

2.4 線圈繫總體方案設計 10

2.5 基於傾斜結構的測井儀線圈繫參數設計 12

2.5.1 測井儀線圈繫參數設計方法對比分析 12

2.5.2 基於Green函數法的線圈繫參數設計方法研究 13


2.5.3 面向不同檢測功能的傾斜線圈繫參數設計 15

2.5.4 高分辨檢測功能 21

2.6 基於分段組合結構的測井儀線圈繫參數設計 24

2.6.1 在役測井儀線圈結構優缺點對比分析 25

2.6.2 分段組合線圈繫參數設計方法研究 26

2.6.3 面向不同檢測功能的分段組合線圈繫參數設計 29

2.6.4 高分辨檢測功能 32

2.7 分段組合線圈繫與常規傾斜線圈繫檢測功能對比分析 33

2.7.1 線圈繫檢測功能驗證方法研究 33

2.7.2 仿真實驗及結果分析 37

第3章 隨鑽側向成像電阻率測井技術 42

3.1 隨鑽側向成像電阻率測井原理 42

3.1.1 普通電阻率測井 42

3.1.2 側向電阻率測井 43

3.1.3 電感耦合側向測井 44

3.2 隨鑽側向電阻率成像解析解法 47

3.2.1 螺繞環等效磁流源 47

3.2.2 螺繞環等效電偶極子 52

3.3 螺繞環收發器優化研究 53

3.3.1 螺繞環電氣特性 55

3.3.2 磁芯物理特性研究 59

3.3.3 線圈匝數及激勵條件分析 65

3.4 隨鑽電阻率成像 3D FDTD數值模擬 67

3.4.1 3D FDTD模擬方法 67

3.4.2 參數優化及探測特性 70

3.4.3 環境影響與校正圖版研制 82

3.5 復雜地層隨鑽電阻率成像測井響應特性 87

3.5.1 三法數值方法 87

3.5.2 典型地層測井響應特性與影響因素 91

3.5.3 裂縫地層測井響應特性與影響因素 101

3.5.4 洞穴地層測井響應特性與影響因素 111

第4章 油基鑽井液隨鑽成像電阻率測井技術 119

4.1 油基鑽井液隨鑽測井概述 119

4.2 油基鑽井液隨鑽側向電阻率測井原理 120

4.2.1 測量模型的構建 120

4.2.2 測量原理 121

4.3 基於電容耦合仿真 122

4.3.1仿真模型的建立 122

4.3.2 環形電極側向測井仿真 125

4.3.3 紐扣電極方位測井仿真 130

4.3.4 紐扣電極地層成像 135

4.4 油基鑽井液模擬測井實驗 142

4.4.1 模擬測井實驗研究 142

4.4.2 油基鑽井液模擬測井實驗 156

4.4.3 小結 164

第5章 隨鑽方位成像電阻率采集技術 165

5.1 隨鑽電阻率成像采集總體設計 165

5.1.1 總體功能要求 165

5.1.2 總體技術指標 165

5.1.3 核心構架設計 166

5.1.4 核心器件選擇 167

5.2 發射電路設計 168

5.2.1 發射信號生成電路方案設計 168

5.2.2 直接數字頻率合成基本原理 168

5.2.3 直接數字頻率合成器特征參數 170

5.2.4 發射信號生成電路設計 171

5.2.5 驅動放大電路 171

5.3 接收電路設計 172

5.3.1 前端放大電路 172

5.3.2 多路選擇電路 173

5.3.3 濾波電路 174

5.3.4 可變增益放大器 176

5.4 高邊與工具面檢測電路 177

5.4.1 MEMS陀螺儀工作原理 177

5.4.2 MEMS磁阻傳感器特征參數與驅動設計 178

5.5 采集轉換電路 181

5.5.1 高性能模數轉換器外圍電路 181

5.5.2 高速采集接口電路 181

5.5.3 FPGA特征參數與高性能模數轉換器接口設計 182

5.6 183

5.6.1 DsPIC33EP512GM706的特點與資源 183

5.6.2 DSC與 FPGA接口設計 183

5.6.3 存儲器特征與存儲數據結構設計 185

5.6.4 DSC與存儲器接口設計 186

5.7 實時時鐘和總線設計 186

5.8 印刷電路板設計 188

5.8.1 印刷電路板熱布局設計 188

5.8.2 關鍵數字信號抗振鈴設計 189

5.8.3 抗串擾設計 190

5.8.4 多層電路板走線設計 190

第6章 隨鑽電阻率成像數據壓縮技術 192

6.1 隨鑽成像數據傳輸與壓縮技術 192

6.1.1 隨鑽成像數據傳輸技術 192

6.1.2 隨鑽成像數據壓縮方法 193

6.1.3 隨鑽成像數據壓縮方法的評價準則 196

6.2 基於DPCM與整數DCT的隨鑽成像數據壓縮方法 197

6.2.1 隨鑽成像數據特征分析 197

6.2.2 基於DPCM與整數DCT的隨鑽成像數據壓縮方法原理與流程 202

6.2.3 數值驗證 210

6.2.4 小結 220

6.3 基於數據相關性的隨鑽成像數據壓縮方法 220

6.3.1 基於數據相關性的數據重排方法 220

6.3.2 基於數據相關性的隨鑽成像數據壓縮方法原理與流程 223

6.3.3 數值驗證 225

6.3.4 小結 231

6.4 面向峰值與分段斜率特征的隨鑽成像數據壓縮方法 232

6.4.1 隨鑽成像數據峰值與分段斜率特征分析 232

6.4.2 隨鑽成像數據峰值與分段斜率特征提取方法 233

6.4.3 隨鑽成像數據峰值與分段斜率特征壓縮方法 234

6.4.4 面向峰值與分段斜率特征的隨鑽成像數據壓縮方法原理與流程 236

6.4.5 數值驗證 237

6.4.6 小結 244

參考文獻 245