[发明专利]一种软件聚焦阵列侧向回控方法

说明书

本发明涉及一种软件聚焦阵列侧向回控方法，具体包括如下步骤：1)、构建高分辨率阵列侧向电极系，由1个主电极和12个对称放置的监督电极、12个对称放置的发射(接收)电极共25个电极阵列组成，解决常规侧向分辨率低及不能清晰划分侵入剖面问题；2)、产生60Hz、90Hz、120Hz、150Hz、180Hz、210Hz、240Hz共7种工作频率、正弦波信号源，信号输出幅度为10VAC(有效值)正弦信号，加载到阵列侧向相应电极；3)、监督(采样)电极采样地层电位差信号，进行差分放大；4)、差分放大信号经程控增益放大、A/D转换；5)、采样信号经FIR、FFT，提取各通道信号幅度、相位。

技术领域

本发明涉及FPGA技术及分布式网络架构下的数据同步技术，尤其涉及一种软件聚焦阵列侧向回控方法。

背景技术

软件聚焦阵列侧向测井仪是一种新型高分辨率、多探测深度的阵列化仪器，是电阻率成像测井的主要设备之一，主要应用于复杂井况条件、复杂油气层识别和评价。它由一个主电极和一系列对称放置的聚焦电极进行地层测量，能同时提供6条不同探测深度的电阻率曲线，完成从地层侵入带电阻率到原状地层电阻率六种不同探测深度的视电阻率测量，用以研究地层间电阻率的变化；通过数学反演技术和能准确反映地下地层特征的二维地层模型，可得到更为准确的地层真电阻率Rt，从而提高计算含油饱和度的准确性。

为了保证软件聚焦阵列侧向一次测井能同时完成6条电阻率测量，完成地层信息精细划分，关键要设计出软件聚焦阵列侧向电极系及与之对应的独立工作电流场。早期的高分辨率阵列侧向电流场控制通常采用硬件聚焦方式，通过控制主电流(A0电极发射主流I0)和屏流(其它屏蔽电极发射屏流Ib)比值，实现电流场聚焦控制，它由主聚焦控制电路和一系列辅助聚焦控制电路构成，较好地完成了地层电阻率测量。但硬件聚焦方式不仅实现电路复杂，调试、故障判断、维修比较困难，同时，电流场控制采用硬件电路实现，一旦电路参数设定后，测井时不能根据井下地层信息状态实时调节，当地层电阻率变化动态范围足够大时，往往容易产生欠聚焦或过聚焦现象，尤其在地层电阻率(Rt)远大于泥浆电阻率(Rm)，即Rt/Rm>>100时，经常因过聚焦出现电流负值，产生测井曲线跳动现象，无法完成地层电阻率测量。

高分辨率阵列侧向软件聚焦以电场叠加原理为基础，主聚焦采用非聚焦电阻率测量原理，对各分电流场分别进行测量，通过数学运算，实现合成聚焦目的；辅助聚焦通过测量各监督电极(或采样电极)采样地层信号，经差分放大、程控增益放大、高精度A/D采样、FIR、FFT信号处理后，分别提取各频率分量的幅度值、相位差，通过一定的回控算法处理后，调整屏流输出信号大小，达到实现辅助聚焦控制目的。采用软件聚焦实现方法，不仅电路实现简单，调试维修方便，同时，根据提取相位可以准确判断仪器聚焦状态，实时调整井下仪器参数，避免了因电场控制原因产生欠聚焦或过聚焦现象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种软件聚焦阵列侧向回控方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，这种软件聚焦阵列侧向回控方法，具体包括如下步骤：

1)构建高分辨率阵列侧向电极系，由1个主电极和12个对称放置的监督电极、12个对称放置的发射或接收电极共25个电极阵列组成，解决常规侧向分辨率低及不能清晰划分侵入剖面问题；

2)产生60Hz、90Hz、120Hz、150Hz、180Hz、210Hz、240Hz共7种工作频率、正弦波信号源，信号输出幅度为10VAC(有效值)正弦信号，加载到阵列侧向相应电极；

3)监督或采样电极采样地层电位差信号，进行差分放大；

4)差分放大信号经程控增益放大、A/D转换；

5)采样信号经FIR、FFT，提取各通道信号幅度、相位；