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。

多频测井信号相敏检测技术研究

基于相敏检测原理,推导出多频相敏检测的算法。在频域内分析了数字平均滤波器的响应特性,得到多频检测时采样频率、采样点数以及信号频率之间的约束关系。仿真实验结果表明,在信噪比低至-10dB时幅度检测误差控制在0.5%以内,相位检测误差控制在0.2%以内。实际测井仪器数据采集系统设计中尽可能提高采集信号的信噪比,采集参数选择满足约束关系,从而实现多频信号高精度检测。

油气井出砂监测模拟实验方法研究

油田开采过程中,管道中的砂粒会对开采设备造成损伤,缩短油井寿命,实时出砂监测可以在优化开采工艺的同时保障安全生产。文中建立了油气井出砂模拟装置,采用声波监测法实时监测出砂量,实现油气井出砂的有效模拟和出砂监测设备的性能检测。实验和应用表明,出砂监测模拟装置可定量地标定出砂检测仪器的性能,为高精度的出砂监测设备研制提供了实验方法。

场分布扫描套管腐蚀检测系统设计和实验研究

场分布扫描法是一种基于多频电流源激励下电流密度分布的套管在线腐蚀检测方法。设计场分布扫描套管腐蚀检测系统,为了初步验证场分布扫描法对腐蚀的可检测性,进行了穿孔实验。实验结果表明,场分布扫描法能够检测穿孔腐蚀,设计的电极系和检测系统对内直径为16.8 cm的金属套管上直径为6 mm的穿孔有较强的电敏感性。

过套管测井信号的检测与处理方法分析

为了对极微弱响应信号在强背景噪声中进行检测和处理,提高信号信噪比,文中对过套管微弱信号的检测与处理方法进行了分析,并提出了采用多种方法相结合来处理微弱信号的方法。

基于混沌理论的过套管电阻率测井微弱信号检测方法研究

过套管电阻率测井是一门重要的测井技术,微弱信号检测是其中的难点。为了提高微弱信号检测的精度,文章提出了一种基于混沌理论的过套管电阻率测井微弱信号检测的方法。根据混沌检测的原理及方法,建立微弱正弦信号的混沌检测模型,对微弱正弦信号进行检测。计算机仿真实验结果表明,基于混沌理论的微弱信号检测下限达到1nV水平。

基于随机共振的任意大频率微弱信号检测方法研究

通用非线性随机共振系统(参数a=1,b=1)在检测微弱信号时受小频率参数和弱信号幅度的约束,给实际应用带来了很大困难。针对这一情况,提出了一种能够检测大频率微弱信号的随机共振检测方法,通过调整系数k改变非线性参数b,使输入弱信号满足共振幅度要求;调整系数R改变非线性参数a、b,将共振频率提高R倍,从而实现了大频率微弱信号的随机共振。通过理论分析和数值仿真,研究了系数k和R的调整方法、步长等,构建了一种可实现的大频率微弱信号检测方法。

基于对数能量倒谱特征的端点检测算法

端点检测技术是语音识别的关键技术之一,为了克服传统倒谱距离语音端点检测算法在低信噪比下检测效果的不理想,将对数能量(LE)特征和倒谱(C)特征相结合,提出了一种新的对数能量倒谱特征(LEC),采用模糊C均值聚类和贝叶斯信息准则(BIC)方法估计特征门限,得出了正确的语音端点判断,在三种典型噪声下,对信噪比从-5 dB到15 dB的带噪声语音进行仿真,结果表明LEC法的检测错误率仅为20.25%,明显低于倒谱法和对数能量法,能有效地确定语音的端点并改善语音识别效果。

阵列感应测井在斜井和水平井中的响应特性

在完成基于COMSOL软件水平井阵列感应测井响应三维数值计算技术研究基础上,以三层地层为例,详细计算分析水平井和斜井中井位置、目的层厚、目的层电导率、围岩电导率以及目的层与围岩电导率对比度对阵列感应测井响应的影响。水平井的阵列感应测井响应特性取决于层厚、电导率对比度、子阵列间距、仪器距层界面距离等多种因素。当层厚大于仪器分层厚度时,水平井响应与直井响应接近;当层厚小于仪器分层厚度时,水平井响应与直井明显不同,在仪器进出界面时,响应出现明显尖峰;给定层厚,与直井比较,短阵列差别小,长阵列差别大。斜井中,当倾角小于30°时响应受倾角影响小;当倾角从30°~80°变化时,从短子阵列到长子阵列,倾角影响逐渐增大,主接收从高电阻率进入低电阻率,界面出现尖峰现象;当倾角在90°±10°范围内时,井进出界面时均出现尖峰现象。通过分析涡流和磁场虚部空间分布特性揭示了阵列感应在斜井和水平井中的响应机理。

基于COMSOL仿真软件的阵列感应测井偏心响应计算方法

研究了基于有限元仿真软件COMSOL的阵列感应测井偏心响应数值计算方法。通过解决偏心模型的建立、地层大小的选取、网格剖分设计和求解器的选取等问题,高效准确地计算出阵列感应测井仪器MIT的偏心响应。均匀地层COMSOL仿真软件计算结果与解析解的相对误差最大为0.369 796%,能够较好地满足计算精度,计算数据可靠有效。应用COMSOL仿真软件对阵列感应测井仪器MIT建立偏心响应数据库,对偏心严重的响应绘制图版进行分析,可有效分析偏心对视电导率的影响。

基于模糊模式识别的焊缝缺陷图像检测

以埋弧焊管焊缝的X射线检测图像为对象,通过图像处理、特征提取和模糊识别实现了对缺陷的识别。为提高识别精度与实时性,采用主成分分析法对采集图像的像素矩阵进行了主元分析,结合模糊识别中的模糊C均值聚类算法对圆形缺陷和线形缺陷进行识别。相比于传统的通过提取缺陷的若干几何特征分类识别的方法,此方法具有算法简单、占用内存空间小、识别准确率高、实时性强等特点。最终平均识别率可达到90.93%,能够较准确地对焊缝缺陷进行分类识别。

泥浆侵入地层中高分辨率感应测井响应特征的正演分析

高分辨率感应测井通过不同探测深度曲线的分离程度分析泥浆侵入状况和地层的渗透性。采用三层有侵正演模型数值模拟了阶跃和渐变侵入地层中高分辨率感应测井的响应特征。阶跃侵入地层中，侵入带电阻率与地层电阻率比值小于0．5时，6条不同探测深度曲线呈正序关系，读数从低到高；比值大于2．0时，探测深度由浅到深，曲线呈反序关系；比值为0．5～2．0范围时，浅侵入，曲线出现乱序，只有深侵入曲线才有合理的正序或反序关系。渐变侵入地层中，侵入带电阻率与地层电阻率比值为0．5～2．0范围时，过渡带变化对读数影响很小，比值大于2．0或小于0．5，过渡带对10in（非法定计量单位，1ft=12in=0．3048m，下同）和20in探测深度曲线影响最大，对90in和120in曲线影响很小。以上结论可应用于实际测井中高分辨率感应测井曲线分离的特性分析。

阵列感应测井响应的井洞影响分析

井洞影响是井径变化致使阵列感应测井响应曲线出现异常的主要原因。在建立井洞影响计算模型的基础上,数值计算分析了井洞径向深度、纵向宽度、井眼泥浆电导率和地层电导率变化对阵列感应测井各子阵列的影响特征。结果表明,井洞影响在子阵列1和2的曲线上显示为假层存在;其他子阵列会出现凸或凹尖峰异常,在高电阻率地层出现负值;数据合成处理异常,深探测深度曲线分辨率高于浅探测深度;低泥浆电导率与地层电导率差别大,井洞影响严重;当地层电导率较低时,井洞的负影响会使响应出现负值异常,致使后续处理出错;随着井眼半径的增大,短子阵列表现为假层,较长子阵列的异常明显。通过几何因子解释了井洞影响导致曲线异常的原因。实际测井曲线的井洞影响实例验证了井洞影响数值模拟结果的有效性。

感应测井趋肤效应校正方法研究

传统的感应测井趋肤效应校正方法包括乘加因子法和函数非线性拟合法,乘加因子法需要对视电导率曲线进行分段,函数非线性拟合法则要选取合适的拟合函数,这两种方法均含有人为因素,误差较大,不具备通用性。现代感应测井仪器既测量视电导率的实部分量也测量其虚部分量,基于此提出了迭代校正方法,即利用视电导率实部分量与虚部分量之和,通过对趋肤深度的迭代来实现感应测井仪测量信号的趋肤效应校正。该方法的迭代公式简单,物理意义明确,在通常的地层条件下该方法的收敛条件均能得到满足。设计了1个复合线圈系,在均匀地层情况下,对传统校正方法和迭代校正方法的校正效果进行了对比分析。结果表明,迭代校正法的效果明显优于传统校正方法,且适用于各种线圈系结构,具有很强的通用性。

两级量测更新的粒子滤波检测前跟踪算法

针对低信噪比下弱目标的检测与跟踪问题,提出了一种基于两级量测更新的粒子滤波器检测前跟踪算法。算法在粒子滤波状态更新之后,在其状态估计附近,引入卡尔曼滤波框架,进行第2级的量测更新,提高了粒子携带信息的利用程度。仿真结果表明,新算法获得了更好的检测和跟踪性能。

套管井电磁测井技术及套管影响规律研究

对套管井中发射线圈与接收线圈在轴向排列条件下，发射线圈通以交变电流时，接收线圈上的电磁场响应进行了数值模拟。确定了发射电流频率的最大值，并分析了套管厚度及磁导率等参数对接收线圈中感应电动势幅值的影响规律。数值计算结果表明，当发射电流频率高于200Hz时，套管中的电磁场几乎完全被套管吸收，电磁波信号无法穿过套管进人地层；当套管厚度在4～7mm范围内变化时，接收信号幅值较强；随着套管相对磁导率的增加接收信号幅值单凋下降。研究结论可为普通井或套管井电磁测井解释及电磁测井仪器的研制提供理论依据。

基于BOTDA的分布式光纤温度传感测量实验研究

为了进一步提高布里渊光时域分析(BOTDA)的测温精度,基于BOTDA的原理,构建了温度传感测量系统。测温实验发现,测温光纤的保护层厚度影响了其测温的精度;裸纤直接测温的精度较高,但也易受外界影响,且易断,故改进光纤的保护层可以提高其测温精度。提出一种将导热硅脂涂敷在光纤上进行测温试验的方法,提高了温度测量的准确性。

耐高压FBG压力传感器实验研究

为了提高光纤Bragg光栅（FBG）的压力灵敏度以实现油气井下高压传感的测量要求，设计了一种以薄壁筒为衬底外加保护套的耐高压FBG传感器。将FBG沿着弹性筒的轴向用高温胶固化在筒的内部。由于外界油压将引起弹性筒轴向压缩并传递到FBG上引起FBG波长的变化，测量FBG波长的变化即可得到外界压力的变化。理论得到传感器的压力响应灵敏度为-0．035nm／MPa；0-40MPa压力范围内压力实验测得传感器压力响应灵敏度为-0．0339nm／MPa，线性拟合度为0．9997，理论和实验符合得很好。结果表明：该传感器性能稳定，线性度和重复性好，可以用于油气井下高压的实时测量。

光纤传感技术在气体检测方面的应用

介绍了气体传感器的主要特性与光纤传感技术在气体检测方面的应用,比较了几种光纤气体传感器的优缺点,设计了一种基于光谱吸收原理的新型开放式气体传感器,展望了光纤气体传感器的发展方向和广阔前景。

分布式光纤光栅传感系统的波长检测技术

波长检测技术是当前光纤光栅传感领域的重点和难点之一,光纤光栅传感系统的一个显著优点是易构成分布式传感网络系统,实现多点、多区域同时检测。文章以几个典型的解调系统为例,重点分析了分布式光纤光栅传感系统中信号解调的工作原理、特点和性能。