[发明专利]适于随钻电磁波电阻率测量的双频发射调谐系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田随钻测井仪器，具体涉及一种适于随钻电磁波电阻率 测量的双频发射调谐系统及方法。

背景技术

目前，在油田钻井行业，随钻电磁波电阻率测井主要用作井眼周围的岩性 区分、油层和气层与水层的划分、地层剖面的构造对比等。公知的随钻电磁波 电阻率测量技术指：利用基本的电场和磁场之间相互感应的原理，在发射线圈 中激励出一定幅度和频带宽度的交变电场，该交变电场在周围的地层中感应出 交变磁场，交变磁场又在其周围感应出二次交变电场，依次类推，最终在接收 线圈中接收到感应电场，该感应电场的大小和相位角与发射线圈和接收线圈之 间的地层电阻率相关，测量该感应电场的大小和相位角，即可获得周围地层的 电阻率。

为获得不同深度的地层电阻率，目前，许多随钻电磁波电阻率测量仪器所 配置的发射线圈的前端安装有双频发射调谐系统，通过双频发射调谐系统，可 使电磁波电阻率发射电路发射出两种不同频率的电磁波，然后，可分时将两种 不同频率的电磁波通过同一个发射线圈向外发出。其中，电磁波频率一般在 200KHz到5MHz之间选择，通过相对较低频率的电磁波探测更远的地层，而通 过较高频率的电磁波探测较近的地层。

对于目前多数采用可发射两种不同探测频率的测量仪器，其双频发射调谐 系统存在以下缺点：

双频发射调谐系统所配置的第1频率调谐通道和第2频率调谐通道共用相同 的电子器件，因此，两个谐振频率之间具有明显的影响，很大程度地提高了现 场调谐的难度，为达到在预设的两个频率点均实现调谐，实际操作时必须在两 个频率点之间反复切换，工艺较为繁琐。

具体的，随钻电磁波电阻率测量仪器在井下工作时，从地表直至数千米深 的地下，地层温度有较大的变化，统计结果显示：距离地表深度每增加一百米， 地层温度会增加大约3℃，若井深达到3000米，则仪器周围的地层温度可能达到 100℃以上，当电磁波电阻率仪器在大范围的温度变化环境中工作时，其双频调 谐电路中的电抗性元件会受温度变化的影响，其个体的主要参数会发生一定程 度的温度漂移，这种漂移是电子电抗元件固有的特性，与其制造时所使用的原 材料和工艺有直接的关系。系统在室温条件下对预设的两个工作频率完成调谐， 而随着系统进入地层，在逐渐被高温环境所包围的过程中，其在室温条件完成 的两个频率的调谐都会发生偏移。如前所述，既使在室温环境中完成对两个频 率的调谐，随着环境地层温度的变化，该两个频率之间的相互影响会更加明显， 这会使得发射电流的效率下降，从而影响接收线圈感应的电场，最终导致测量 结果的偏差。

此外，电子元件在井下高温、高压、剧烈震动的环境工作，还可能带来不 可预测的物理损坏，若双频发射调谐系统中的某个元件发生损坏，会同时导致 两个工作频率的调谐失效，进而使整个电磁波电阻率测量仪器失效。

可见，现有的双频发射调谐系统，由于第1频率调谐通道和第2频率调谐通 道共用相同的电子器件，因此，当其中一个频率调谐通道发生故障而失效时， 常常也会导致另一个频率调谐通道失效，从而具有测量可靠性较低的不足。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种适于随钻电磁波电阻率测量的 双频发射调谐系统及方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种适于随钻电磁波电阻率测量的双频发射调谐系统，包括依 次串联的电磁波发射电路(1)、射频母接头(6)、射频公接头(7)、射频同轴 线(2)、阻抗匹配器(3)和双频调谐网络(4)；

其中，所述双频调谐网络(4)包括并联的第1频率调谐通道(41)和第2频 率调谐通道(42)。

优选的，所述第1频率调谐通道(41)包括串联的第1电感(411)和第1电 容(412)；

所述第2频率调谐通道(42)包括串联的第2电感(421)和第2电容(422)。

优选的，所述射频母接头(6)、所述射频公接头(7)和所述射频同轴线(2) 的电阻值均为50欧姆。

本发明还提供一种适于随钻电磁波电阻率测量的双频发射调谐方法，包括 以下步骤：

S1，对于随钻电磁波电阻率测量仪器，共配置有n个发射线圈，n为自然数； 每个所述发射线圈的前端均连接独立的双频发射调谐系统；

上位机与各个所述双频发射调谐系统连接；