基于DSP的岩石电阻率测量系统研究

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作者杨少波
来源西安石油大学
出版年2014
摘要
地层电阻率是石油测井解释油气评价的重要参数。随着油气精细勘探的深入,砾岩地层、薄交互层、致密地层、孔隙性和裂缝性地层等电各向异性的储集层成为重要的发展方向,迫切需要加强地层电各向异性的研究,建立描述电各向异性的张量电阻率与地层油气评价参数之间的定量关系,提供油气解释评价的理论依据。本文完成了基于DSP控制的多通道岩石电阻率测量数据采集系统设计与实现,设计了各向异性岩石电阻率测量装置,具体内容和成果主要体现在以下几方面:第一部分研究基于COMSOL有限元软件的岩石电阻率数值计算方法。建立基于实际岩石电阻率测量装置的物理和数学模型。研究电极源加源方式和网格剖分技巧,利用COMSOL强大的后处理计算和绘图功能,通过绘制发射电极发出的电流在空间的流动规律,揭示了电各向异性形成机理,为电各向异性测量和分析奠定了理论基础。第二部分是测量装置和结构设计。在分析现有四电极电阻率测量方法基础上,提出了新型四电极法测量张量电阻率的9个分量。新方法中采用包围发射或回路电极的环状测量电极,解决了电极极化影响。第三部分完成基于TMS320F2812DSP控制的多通道数据采集电路设计。包括模数转换AD选择,电源滤波电路、信号调理电路、外围电路、串口电路、外部存储器等电路设计与器件选型,绘制PCB板,焊接出测试电路板。第四部分首先设计基于DSP开发环境的DSP采集软件流程,然后比较分析传统的两点一线校正原理和基于最小二乘法的校正原理,选用最小二乘法的校正方法来提高采集精度。最后开发出基于VB语言的上位机软件,实现了串口通信、命令控制、显示波形及数据保存和数据处理等功能。最后,用设计装置和测量系统测量实际岩石电阻率。将测量结果与基于COMSOL软件的理论模拟结果比较分析表明,只有理想条件下,理论结果与实际测量结果才完全吻合,一般情况下,理论与实际总存在一些差别,其原因有多种因素决定。测试和数据分析表明开发出的系统能完成基本的设计要求。

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