随钻方位成像电阻率测井技术

前言
第1章 随钻电阻率测井技术概述 1
1.1 初识电阻率测井技术 1
1.2 随钻电阻率技术进展 1
第2章 随钻方位电磁波电阻率测井技术 4
2.1 随钻电磁波电阻率测井仪原理 4
2.1.1 随钻电磁波电阻率测井 4
2.1.2 随钻方位电磁波电阻率测井 5
2.2 线圈系参数与测井仪检测功能的对应关系 6
2.3 线圈系设计原则 7
2.3.1 测井仪功能需求分析 7
2.3.2 线圈系参数的约束条件 8
2.4 线圈系总体方案设计 10
2.5 基于倾斜结构的测井仪线圈系参数设计 12
2.5.1 测井仪线圈系参数设计方法对比分析 12
2.5.2 基于Green函数法的线圈系参数设计方法研究 13
2.5.3 面向不同检测功能的倾斜线圈系参数设计 15
2.5.4 高分辨检测功能 21
2.6 基于分段组合结构的测井仪线圈系参数设计 24
2.6.1 在役测井仪线圈结构优缺点对比分析 25
2.6.2 分段组合线圈系参数设计方法研究 26
2.6.3 面向不同检测功能的分段组合线圈系参数设计 29
2.6.4 高分辨检测功能 32
2.7 分段组合线圈系与常规倾斜线圈系检测功能对比分析 33
2.7.1 线圈系检测功能验证方法研究 33
2.7.2 仿真实验及结果分析 37
第3章 随钻侧向成像电阻率测井技术 42
3.1 随钻侧向成像电阻率测井原理 42
3.1.1 普通电阻率测井 42
3.1.2 侧向电阻率测井 43
3.1.3 电感耦合侧向测井 44
3.2 随钻侧向电阻率成像解析解法 47
3.2.1 螺绕环等效磁流源 47
3.2.2 螺绕环等效电偶极子 52
3.3 螺绕环收发器优化研究 53
3.3.1 螺绕环电气特性 55
3.3.2 磁芯物理特性研究 59
3.3.3 线圈匝数及激励条件分析 65
3.4 随钻电阻率成像 3D FDTD数值模拟 67
3.4.1 3D FDTD模拟方法 67
3.4.2 参数优化及探测特性 70
3.4.3 环境影响与校正图版研制 82
3.5 复杂地层随钻电阻率成像测井响应特性 87
3.5.1 三维有限元法数值方法 87
3.5.2 典型地层测井响应特性与影响因素 91
3.5.3 裂缝地层测井响应特性与影响因素 101
3.5.4 洞穴地层测井响应特性与影响因素 111
第4章 油基钻井液随钻成像电阻率测井技术 119
4.1 油基钻井液随钻测井概述 119
4.2 油基钻井液随钻侧向电阻率测井原理 120
4.2.1 测量模型的构建 120
4.2.2 测量原理 121
4.3 基于电容耦合的有限元仿真 122
4.3.1 有限元仿真模型的建立 122
4.3.2 环形电极侧向测井仿真 125
4.3.3 纽扣电极方位测井仿真 130
4.3.4 纽扣电极地层成像 135
4.4 油基钻井液模拟测井实验 142
4.4.1 模拟测井实验研究 142
4.4.2 油基钻井液模拟测井实验 156
4.4.3 小结 164
第5章 随钻方位成像电阻率采集技术 165
5.1 随钻电阻率成像采集总体设计 165
5.1.1 总体功能要求 165
5.1.2 总体技术指标 165
5.1.3 核心构架设计 166
5.1.4 核心器件选择 167
5.2 发射电路设计 168
5.2.1 发射信号生成电路方案设计 168
5.2.2 直接数字频率合成基本原理 168
5.2.3 直接数字频率合成器特征参数 170
5.2.4 发射信号生成电路设计 171
5.2.5 驱动放大电路 171
5.3 接收电路设计 172
5.3.1 前端放大电路 172
5.3.2 多路选择电路 173
5.3.3 滤波电路 174
5.3.4 可变增益放大器 176
5.4 高边与工具面检测电路 177
5.4.1 MEMS陀螺仪工作原理 177
5.4.2 MEMS磁阻传感器特征参数与驱动设计 178
5.5 采集转换电路 181
5.5.1 高性能模数转换器外围电路 181
5.5.2 高速采集接口电路 181
5.5.3 FPGA特征参数与高性能模数转换器接口设计 182
5.6 控制单元 183
5.6.1 DsPIC33EP512GM706的特点与资源 183
5.6.2 DSC与 FPGA接口设计 183
5.6.3 存储器特征与存储数据结构设计 185
5.6.4 DSC与存储器接口设计 186
5.7 实时时钟和总线设计 186
5.8 印刷电路板设计 188
5.8.1 印刷电路板热布局设计 188
5.8.2 关键数字信号抗振铃设计 189
5.8.3 抗串扰设计 190
5.8.4 多层电路板走线设计 190
第6章 随钻电阻率成像数据压缩技术 192
6.1 随钻成像数据传输与压缩技术 192
6.1.1 随钻成像数据传输技术 192
6.1.2 随钻成像数据压缩方法 193
6.1.3 随钻成像数据压缩方法的评价准则 196
6.2 基于DPCM与整数DCT的随钻成像数据压缩方法 197
6.2.1 随钻成像数据特征分析 197
6.2.2 基于DPCM与整数DCT的随钻成像数据压缩方法原理与流程 202
6.2.3 数值验证 210
6.2.4 小结 220
6.3 基于数据相关性的随钻成像数据压缩方法 220
6.3.1 基于数据相关性的数据重排方法 220
6.3.2 基于数据相关性的随钻成像数据压缩方法原理与流程 223
6.3.3 数值验证 225
6.3.4 小结 231
6.4 面向峰值与分段斜率特征的随钻成像数据压缩方法 232
6.4.1 随钻成像数据峰值与分段斜率特征分析 232
6.4.2 随钻成像数据峰值与分段斜率特征提取方法 233
6.4.3 随钻成像数据峰值与分段斜率特征压缩方法 234
6.4.4 面向峰值与分段斜率特征的随钻成像数据压缩方法原理与流程 236
6.4.5 数值验证 237
6.4.6 小结 244
参考文献 245