[发明专利]一种电磁感应测井的共模抑制方法

说明书

本发明提供一种电磁感应测井的共模抑制方法，属于电磁感应测井技术领域。利用共模信号的相位与幅值不随线圈接入方式变化，以及在线圈反接后，差模信号的相位会反向但幅度不变的特性，计算得到准确的地层信号。本发明即使在共模干扰信号幅度大于地层信号的情况下，也能有效地去除共模干扰的影响。

技术领域

本发明属于地层勘测领域，特别是电磁感应测井技术中的共模抑制方法。

背景技术

在油田测井领域中，电磁感应测井仪通过发射线圈在地层介质中激励起足够强的电磁场，通过测量接收线圈的信号的相位和幅度来获取地层的参数，比如电阻率和介电常数。然而，在实际测量过程中，测井仪的发射线圈和接收线圈距离较远，信号经过地层衰减后，仪器通过接收线圈和采集电路测得的信号可能很微弱，其中还会夹杂一些干扰在里面，且主要为共模干扰。这种共模干扰可以是发射线圈与接收线圈之间因为寄生电容而引起的容性耦合，也可能是仪器内部发射电路与接收电路之间的传导干扰。当共模干扰信号较大时，势必会加大接收系统对信号接收的处理难度，此时通过提高放大倍数来提高信号幅值的方法已经失去作用，因为噪声及干扰信号也会被同时放大，引起测量结果波动过大，导致不能准确地测量地层参数。

为了抑制感应测井仪的共模干扰，传统的方法主要有两种：

如专利申请号为“US10416337B2”的美国专利，其提供一种是改进线圈的结构，比如增加中心抽头，并将抽头接地，利用抽头两端的对称性和差分放大器的共模抑制特性可以部分降低共模干扰，可实际上，带中心抽头的差分线圈并不能做到绝对的对称，往往导致线圈上的残留共模信号仍然比较大。另外，差分放大器仅在1KHz以下的低频段才表现出较高的共模抑制比，频率越高共模抑制比越差。在感应测井经常使用的高频段（10KHz-10MHz），包括仪表放大器在内的所有差分放大器都不能有效的抑制共模信号。所以，在共模信号比较强的时候，此方法的效果很不理想，相当一部分的共模信号未能被抑制掉。

又如专利申请号为“4536714” 、“US4808929”和 “US6586939B1”的美国专利，其提供的方法均提到了用金属结构把线圈屏蔽起来，此方法能显著降低线圈上的共模信号的强度。但是，由于不能做到彻底的密封，再加上电磁信号的趋肤效应的影响，仍然不能将共模信号消除，尤其是对于频率比较低的信号，比如100KHz以下的频率。

两种传统的共模抑制方法，要么会改变线圈原有的结构，要么会影响线圈原有的安装方式，还容易受温度和振动的影响，在多次经历井下的高温环境后，容易发生老化。而为了消除老化带来的影响，需要定期对仪器做校正。总之，传统共模抑制方法的缺点有：1.不能彻底抑制共模信号的干扰；2.存在可靠性不高的问题；3.使仪器生产的难度变高，生产和维护的经济成本增加。

为了克服上述缺陷以及提高仪器的测量精度以及稳定性，就必须加强对干扰信号的抑制，通过合理的方法最大程度地滤除共模干扰，从而提取到真实有效的地层信号。

发明内容

本发明针对现有技术的应用过程中，电磁感应测井仪的发射线圈和接收线圈之间的距离较远，信号经过地层衰减后达到接收线圈的信号很微弱，同时，接收到的信号中还混有幅度较强的共模干扰信号，使得接收系统对地层信号的处理难度加大，导致测量结果不准确且波动过大的问题，提供了一种电磁感应测井的共模抑制方法。

鉴于以上技术问题，本发明实施例提供一种电磁感应测井的共模抑制方法，通过测量装置进行测量，所述测量装置包括接收线圈、开关模块、差分放大器、信号采集模块和处理器模块，所述差分放大器与所述开关模块的输出端连接，差分放大器对开关模块输出的差分信号进行放大，然后输出至信号采集模块中进行采集，所述处理器模块连接所述信号采集模块，对信号采集模块输出的数据进行相敏检波处理，所述处理器模块控制所述开关模块切换至接收线圈正接模式或接收线圈反接模式，包括以下步骤：