DPSD技术在随钻电阻率测井中的应用

钻进时产生的强烈电磁干扰使传统的模拟相敏检波(APSD)方法无法准确获取随钻测井的电磁波信号.数字相敏检波(DPSD)利用高速浮点数字信号处理(DSP)和高速现场可编程门阵列(FPGA)芯片,分别处理所采集的测井信息的实部和虚部,改变了传统的计算方法,提高了运算速度和计算精度.采用可编程逻辑技术充分利用了测井信息,简化了控制逻辑,提高了时序控制精度和测量精度.讨论了新设计的数字相敏检波的原理、特点、电路实现以及实验数据分析.实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化随钻测井系统.     

基于DSP的数字相敏检波器的实现

文章介绍了相敏检波原理,并由该原理推导出数字相敏检波原理。根据推导出的数字相敏原理,采用DSP技术与16位ADC实现了高精度的数字相敏检波器。该检波器应用于随钻电阻率测井及感应测井等多个测井系统中,取得了良好的应用效果。     

数字相敏检波器在测井仪器中的应用研究

在测井仪器的信号采集设计中,需解决在恶劣工作环境中对微弱信号的精确测量的问题。常规的相关检测一般都采用模拟开关相敏检波来实现。然而硬件的相关检测方法,受到元器件温度性能的影响,表现为在高温情况下存在严重的测量误差。文章针对于目前测井仪器中的模拟相敏检波器的存在的稳定性低的缺点,提出了采用数字相敏检波器实现相关检测的的方法。该方法克服了温度变化所产生的影响,能够更精确的进行小信号的相关检测,最后使用MATLAB对文中的数字相敏检波算法进行了仿真验证。     

测井仪器中数字相敏检波算法的设计与实现

通过对目前现有的反向采样法、正交采样法、四等分累加法等数字相敏检波进行深入研究,提出了一种基于数字信号处理的数字相敏检波算法,并在所研制的井周,微电阻率成像测井仪通过DSP使用软件来实现。数字相敏检波的基本原理是对待测信号进行若干周期采样,并将采样值与存储于数组中相应参考值进行乘累加并取平均,求出其同相分量与正交分量,然后计算出其幅值与相位。现场测井试验结果表明,使用数字相敏检波可以更加有效地拟制噪声,改善信噪比,使测量数据更准确。     

基于数字相敏检波的三维感应测井信号处理方法研究

三维感应测井技术,既可以测得地层的水平电阻率也可测得垂直电阻率,还可得到各向异性地层模型的两种含水（油）饱和度、地层倾角和仪器方位角等信息,进而可以准确地进行地层评价。文章提出了一种基于数字相敏检波的三维感应测井数据处理方法。利用数字相敏检波对固定频率敏感的特性,使有用信号与无用信号分离的更加彻底,保留了与油、气储层有关的有用信号,具有检波精度高、性能可靠的特点。     

MIT阵列感应测井微弱信号检测采集系统设计

微弱信号检测是阵列感应测井精确测量的关键.介绍了以ADSP2181为核心处理器的数据采集系统实现MIT阵列感应测井仪的微弱信号检测.该系统通过硬件调理电路优化,采用多DSP主从复合结构的模块化功能设计,利用自动增益控制、实时刻度校正和数字相敏检波技术,有效实现对阵列感应线圈系多道多频大动态范围微弱信号的采集处理.测试结果表明,在地层电阻率0.1～100 Ω·m范围内能实现准确测量,相对误差小于5%.     

相敏检波技术及其在复电阻率测井仪中的应用

电法测井仪器在进行信号检测时,需要得到与被测量信号的幅度成线性关系的直流信号,常用的手段就是相敏检波技术。在传统的电法测井仪器中,参考信号与测量信号之间存在变化的相位差,影响了测量结果。文章对传统的电法测井仪器中的相敏检波电路进行了完善,利用运算放大器的过零比较功能,实现了输入信号和参考信号的同频同相,并在复电阻率测井仪中得到了应用,提高了该仪器的测量精度和动态范围。     

过套管电阻率测井信号频率对检测的影响分析

分析了金属套管的趋肤效应现象,提出过套管测井激励信号的源为超低频.过套管电阻率测井技术直接测量信号的量级为μV级,有用信号的量级为nV级.针对测井信号的特点提出利用数字相敏检波技术提高信号的检测精度.分析了信号频率对检测的影响因素,为准确检测信号,过套管电阻率测井要求激励信号的频率小于10Hz,激励信号的频率稳定度直接影响信号检测的精度.在确定采样数据长度、采样频率条件下,可定量计算激励信号的允许频率偏差范围.该结论可用于指导过套管激励信号以及弱信号检测系统的设计.     

MRT核磁共振微弱信号采集处理方法

核磁共振信号采集处理方法要满足CPMG时序实时性与回波高信噪比的要求。MRT多频核磁共振测井仪应用累加平均数字相敏检波算法实现信号检测,该算法基于FPGA实现并行加法计算,基于DSP实现单周期数字相敏检波运算,其主要特点是DSP读取数据时间和数据运算时间与采集数据量无关,算法信噪比与采集数据量成正比,数据量越大信噪比越高。该算法能够在信噪比低至-30~-60dB的噪声中实现微弱正弦信号幅度及相位估计,在满足CPMG时序实时性前提下,应用该算法得到的原始回波信噪比能够较好地满足仪器稳定性要求。     

基于Nios Ⅱ系统的数字相敏检波系统设计

随着可编程逻辑器件的发展，特别是嵌入式系统的高速发展，可编程芯片系统（SOPC）为系统设计者提供了又一灵活快捷的设计方法与途径。它可以很快地将硬件系统和软件系统都放在一个可编程芯片中，达到系统的IC设计。本文介绍了一种基于ALTERA公司的Cyclone Ⅱ芯片和NIOS软核的数字相敏检波系统设计，此设计已在高分辨感应测井仪中应用，简化了仪器硬件电路，系统功耗大大降低，同时还节约了成本。     

感应测井仪的数字化设计研究

针对目前感应测井仪存在的问题,设计了一种数字化的感应测井仪。重点介绍了感应测井仪的系统结构、数字化方案设计及各功能模块的设计与实现。该系统基于高性能DSP芯片TMS320VC33而设计,实现了波形发生器、相敏检波的数字化等功能,优化了系统,为测井仪器的发展提供了新的方法和途径。     

基于弱光栅阵列相位载波解调的分布式井中地震勘探技术研究

分布式光纤声波传感被认为是现有油气资源勘探中最有应用前景的技术,但传统光纤分布式地震勘探利用的光纤本征瑞利散射存在强度随机涨落、偏振衰落等问题,导致解调声场不稳定,系统噪声较高。利用在光纤中插入大量反射率不足1/1 000的全同弱光栅阵列替代瑞利散射,使后向光稳定性显著增强,并采用相位载波解调实现了光纤分布式声波传感(distributed fiber acoustic sensor, DAS)系统噪声的压制。实验室测试结果表明,基于全同弱光栅阵列相位载波解调的DAS系统频响范围可达0.1～320.0 Hz,本底噪声平均约为■,满足了地震检波的需求。现场井中VSP地震资料采集实验表明,全同弱光栅阵列采集到的地震数据信噪比约为传统单模光纤分布式采集数据信噪比的2.5～3.0倍,VSP资料质量有显著提升,为下一代新型光纤分布式地震勘探技术提供了一种有效解决方案。     

频率误差和相位误差在同步解调中的失真分析

在同步解调中．本地载波的频率和相位必须与发送端载波同步，当本地载波存在频率或相位误差时，会使解调输出信号产生失真。以双边带调幅(DSB)信号和单边带调幅(SSB)信号为例，采取定量分析的方法。详细讨论了频率误差和相位误差所产生的失真问题，通过对它们的失真进行比较与分析。得出了一条重要结论：频率误差和相位误差在DSB中所产生的失真比在SSB中更为严重。     

12电极电容层析成像系统灵敏场分布的确定

电容层析成像是监测两相流动的一种新技术。它可重建两相流在其流经管道横截面上的相分布图像,而重建图像的先决条件是需获得成像系统的灵敏场分布。用自开发的有限元仿真软件包模拟计算电极对间的电容值,确定１２电极电容层析成像系统的灵敏场分布。     

数字调制技术及其在BOX系统中的应用

现代通信技术的原理和方法正越来越多地被应用到新型遥测地震仪的设计与制造中。文章结合BOX仪器的无线传输系统组成特点，介绍了四相相移键控和四相正交调幅两种调制解调的基本原理，分析了它们在BOX遥测地震仪无线系统中的具体应用。这种线性无线技术能够在较窄的频带内实时传输多道无线遥测数据，较好地解决了回收道容量和数据传输的问题。     

井下电视成像技术研究

随着测井技术的不断进步，井下电视成像测井技术也取得突飞猛进的发展。文章介绍了一种新的井下电视成像技术--基于数字视频体制的井下电视实时成像测井技术。由摄像头拍摄的井下图像经模数转换、压缩处理、由3000 m普通测井电缆传输到地面，在地面经解压、视频转换后显示或存储。该系统的数字传输采用相位连续的FSK调制，传输速率达到1MB/s，是目前最高的传输速率。地面采用软解调技术实现数据解调。     

uDAS®分布式光纤传感地震仪及其应用

设计了一种超灵敏分布式声波传感地震仪(uDAS?),该仪器以高性能相敏型光时域反射仪为基本构架,利用多频和随机光纤激光放大技术,结合干涉解调方法,实现了瑞利散射光信号相位的精确解调,可用于外界声波/振动信号的高精度拾取。实验结果表明,uDAS?在1~500Hz内噪声底达4.5pε/√Hz,同时具有线性幅度响应、长距离工作等特征。与电子检波器进行对比测试,二者的记录波形高度一致。uDAS?已初步应用于井中地震监测、微测井等勘探作业,获得了高质量的生产资料。此外,uDAS?在长期动态监测、管线监测等油气勘探与开发等业务中具有巨大的应用前景。     

低渗透气藏水平井气水两相产能研究

低渗透含水气藏开发过程中,水平井底见水不仅增加了地层流体渗流的复杂性,而且降低了水平井产量。以气水两相渗流理论为基础,建立了气水两相运动方程,定义气水两相启动压力梯度以及气水两相广义拟压力,考虑应力敏感、滑脱效应、紊流效应和表皮效应对气水同产水平井产能的影响,利用保角变换方法推导出低渗透气藏中水平井气水两相三项式产能新公式。通过实例计算,利用新公式计算的无阻流量结果与实际产能测试结果相对误差较小,仅为5.13%,说明新公式精确可靠,且敏感性分析表明,水平气井产水量随着滑脱因子以及水气质量比的增大而增大,而随着启动压力梯度以及应力敏感指数的增大而减小,但启动压力梯度对产水量影响较小,若生产压差较大,启动压力梯度可以忽略不计。     

测量水平油水层状流相含率的平行线电容传感器

提出了一种用于水平油水层状流相含率测量的平行线电容传感器。采用有限元分析方法(FEM)考察了传感器灵敏场分布,分析了传感器几何参数对灵敏场影响;构建了传感器层状流下的有限元模型,计算得到了水平油水层状流条件下的传感器静态响应特性;在设计传感器测量系统基础上进行了传感器水平油水层状流相含率测量,结果表明,平行线电容传感器输出响应与有限元模型计算结果较好吻合,且对相含率具有较高的测量线性度及灵敏度。     

通信仿真软件System View介绍与应用

通信技术的飞速发展使得通信系统日趋复杂,通信系统设计的EDA技术在研发阶段实现软件仿 真已成为时尚,通信仿真软件System View是用于现代工程与科学系统设计、模拟的动态系统分析软件, 是一个功能强大、有多种用途的工具平台,特别适合通信系统的仿真与设计。为此介绍了该软件系统的 组成,结合QPSK调制解调介绍了该软件的使用方法。