多井間地質信息的探測處理系統與方法
2023-04-30 10:37:26 1
多井間地質信息的探測處理系統與方法
【專利摘要】本發明提供一種多井間地質信息的探測處理系統與方法，應用於鑽井間的工作區域，多井間地質信息的探測處理系統，包括：一個鑽井發射裝置，至少一個鑽井接收裝置和處理裝置；其中，鑽井發射裝置，包括：發射探頭，設置在第一鑽井中，用於發射電磁波；發射機，與發射探頭相連接，用於控制發射探頭在發射時長內發射電磁波；每個鑽井接收裝置，包括：接收機和至少兩個接收探頭；接收探頭，設置在第二鑽井中，用於接收電磁波經巖土層介質傳播後的場強值；接收機，與每個接收探頭相連接，用於獲取對應探頭接收到的場強值；處理裝置，用於獲取鑽井間的工作區域的地質信息。本發明能夠有效地減少地質信息探測中數據採集時的工作量，提高工作效率。
【專利說明】多井間地質信息的探測處理系統與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑽井地球物理勘探領域，尤其涉及一種多井間地質信息的探測處理系統與方法。
【背景技術】
[0002]在工程地質勘查時，需要對探測區域的地質信息進行詳細全面的了解，其中，該地質信息主要包括:各種巖層的發育狀況、以及斷層、破碎帶等各種地質異常體的分布特徵。現有技術主要通過鑽井獲得探測區域的地質信息，而單一的鑽井卻難以全面揭示井間的地質信息。
[0003]目前，井間地質信息獲取裝置主要利用鑽井和井間透射層析成像方法來獲取井間地質信息，具體的，該井間地質信息獲取裝置主要包括:鑽井和電磁波透射裝置；其中，電磁波透射裝置包括發射裝置與接收裝置，發射裝置和接收裝置設置在不同鑽井中，發射裝置包括發射機和一個發射探頭，發射機用於控制發射探頭髮射電磁波；接收裝置包括接收機和一個接收探頭，接收機用於獲取接收探頭接收到的電磁波；其中，一個接收探頭接收一個發射探頭髮射的電磁波。當電磁波在地質中傳播時，根據不同地質異常體對電磁波的吸收差異，可以獲得探測區域的井間地質信息。
[0004]由於目前，電磁波透射裝置主要採用上述一發一收方式採集數據，當採集大量不同測量段的數據時，需要不斷變換接收探頭的位置。因此，實際工程地質勘查過程中需要採集大量數據時，採用一發一收方式會直接導致數據採集工作量大，耗時長，工作效率低。
【發明內容】
[0005]本發明提供一種多井間地質信息的探測處理系統與方法，以有效地減少地質信息探測過程中數據採集時的工作量，提高工作效率。
[0006]本發明提供一種多井間地質信息的探測處理系統，應用於鑽井間的工作區域，包括:
[0007]—個鑽井發射裝置，至少一個鑽井接收裝置和處理裝置；其中，
[0008]所述鑽井發射裝置，包括:
[0009]發射探頭，設置在第一鑽井中，用於發射電磁波；
[0010]發射機，與所述發射探頭相連接，用於控制所述發射探頭在發射時長內發射電磁波；
[0011]每個所述鑽井接收裝置，包括:接收機和至少兩個接收探頭；
[0012]所述接收探頭，設置在第二鑽井中，用於接收所述電磁波經巖土層介質傳播後的場強值；
[0013]所述接收機，與每個所述接收探頭相連接，用於獲取對應探頭接收到的場強值；
[0014]所述處理裝置，分別與所述鑽井接收裝置上的接收機相連接，用於在採集並存儲整個所述工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取所述鑽井間的所述工作區域的地質信息。
[0015]在本發明一實施例中，所述鑽井發射裝置還包括:第一電纜和與所述第一電纜相連接的第一絞車；其中，所述第一電纜與所述發射探頭相連接；
[0016]則所述發射機還用於控制所述第一絞車移動，以實現與所述第一電纜相連接的所述發射探頭能上下移動。
[0017]在本發明一實施例中，對於每個所述鑽井接收裝置，所述鑽井接收裝置還包括:第二電纜和與所述第二電纜相連接的第二絞車；其中，所述第二電纜與每個所述接收探頭相連接；
[0018]則所述接收機還用於控制所述第二絞車移動，以實現與所述第二電纜連接的每個所述接收探頭能上下移動。
[0019]在本發明一實施例中，所述處理裝置還用於根據所述工作區域上的巖土層特徵以及所述的地質信息，確定所述工作區域中的異常區域。
[0020]在本發明一實施例中，所述發射時長大於或等於10s。
[0021]在本發明一實施例中，所述發射探頭與接收探頭均為線圈，且所述線圈直徑為40-70mmo
[0022]本發明提供一種多井間地質信息的探測處理方法，應用於鑽井間的工作區域，包括:
[0023]採集並存儲多個鑽井接收裝置上每個接收探頭接收到的場強值；
[0024]其中，所述鑽井接收裝置設置中的所述接收探頭設置在第二鑽井中，並用於接收一個鑽井發射裝置發射的電磁波；所述鑽井發射裝置中的發射探頭設置在除所述第二鑽井之外的第一鑽井中；所述場強值為所述鑽井發射裝置上的一個發射探頭髮射的電磁波經巖土層介質傳播後的場強值；
[0025]在存儲整個所述工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取所述鑽井間的所述工作區域的地質信息。
[0026]在本發明一實施例中，還包括:根據所述工作區域上的巖土層特徵以及所述的地質信息，確定所述工作區域中的異常區域。
[0027]在本發明一實施例中，所述發射探頭與接收探頭為線圈，且所述線圈直徑為40-70mmo
[0028]由上述技術方案可知，本發明實施例通過在第二鑽井的每個鑽井接收裝置中設置至少兩個接收探頭，同時接收發射探頭髮射的電磁波，從而有效地減少地質信息探測中數據採集時的工作量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0030]圖1為本發明第一實施例的多井間地質信息的探測處理系統的結構示意圖；
[0031]圖2為本發明第二實施例的多井間地質信息的探測處理系統的結構示意圖；
[0032]圖3為本發明第三實施例的多井間地質信息的探測處理方法的流程示意圖；
[0033]圖4為本發明第五實施例的多井間地質信息的探測處理方法所應用的上述系統的結構不意圖；
[0034]圖5為本發明第五實施例的多井間地質信息的探測處理方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0036]圖1為本發明第一實施例的多井間地質信息的探測處理系統的結構示意圖，該系統應用於鑽井間的工作區域，其包括:一個鑽井發射裝置111，至少一個鑽井接收裝置121和處理裝置(未示出)。其中，鑽井發射裝置111，包括:發射探頭113，設置在第一鑽井中，用於發射電磁波。發射機112，與發射探頭113相連接，用於控制發射探頭113在發射時長內發射電磁波。
[0037]每個鑽井接收裝置121，其包括:接收機122和至少兩個接收探頭123。接收探頭123，用於接收電磁波經巖土層介質傳播後的場強值。接收機122，與每個接收探頭123相連接，用於獲取對應接收探頭123接收到的場強值。
[0038]處理裝置，分別與鑽井接收裝置121上的接收機122相連接，用於在採集並存儲整個工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取鑽井間的工作區域的地質信息。
[0039]在本實施例中，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理的具體實現方式可以為:通過電磁波層析成像方法對所存儲的場強值進行處理，可得到實測場強交匯圖和電磁波吸收係數分布圖，其中實測場強交匯圖是根據場強分布射線交會原理，對探測區域內不同射線實測場強值的網格歸位，這樣綜合不同射線可以將探測區域內的衰減快、高吸收部分突現出來。實測場強交匯圖中通常將高於平均場強值的區域用白色充填，這樣對高吸收區進行剔除，即把異常位置突出出來供地質構造解釋。另外，對於電磁波吸收係數分布圖可進一步對探測區域內介質對電磁波的吸收係數進行反演，獲得吸收係數分布圖，根據吸收係數分布差異可確定異常區的範圍及空間延展特徵。地質解釋時結合圖件綜合分析，確定出探查區域內主要構造異常區。最終獲取多個鑽井間的工作區域的地質信息。
[0040]本實施例中，該多井間地質信息的探測處理系統應用於鑽井間的工作區域，包括一個鑽井發射裝置、至少一個鑽井接收裝置和處理裝置，其中，該鑽井發射裝置，包括發射探頭和發射機，其發射探頭，設置在第一鑽井中，用於發射電磁波，其發射機，與該發射探頭相連接，用於控制發射探頭在發射時長內發射電磁波。每個鑽井接收裝置，包括接收機和至少兩個接收探頭，其接收探頭，設置在第二鑽井中，用於接收電磁波經巖土層介質傳播後的場強值，其接收機，與每個接收探頭相連接，用於獲取對應探頭接收到的場強值。該處理裝置分別與鑽井接收裝置上的接收機相連接，用於在採集並存儲整個工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取該鑽井間的工作區域的地質信息，由於是通過在鑽井接收裝置中設置有至少兩個接收探頭來同時接收發射探頭髮射的電磁波，並根據採集並存儲的整個工作區域上的場強值來獲取鑽井間的工作區域的地質信息，因此，解決了現有技術中資源勘探過程中需要採集大量數據時，採用一發一收方式而導致數據採集工作量大，耗時長的問題，從而有效地減少地質信息探測時採集數據的工作量。
[0041]圖2為本發明第二實施例的多井間地質信息的探測處理系統的結構示意圖，在上述圖1所示實施例的基礎上，如圖2所示，該鑽井發射裝置211還包括:第一電纜215和與第一電纜215相連接的第一絞車214。其中，該第一電纜215與該發射探頭213相連接。
[0042]則發射機212還用於控制第一絞車214移動，以實現與第一電纜215相連接的發射探頭213能上下移動。
[0043]其中，發射機212設置在第一鑽井210邊上的地面上。
[0044]對於每個鑽井接收裝置221，還包括:第二電纜225和與第二電纜225相連接的第二絞車224。
[0045]其中，第二電纜225與每個接收探頭223相連接。則接收機222還用於控制第二絞車224移動，以實現與第二電纜225連接的每個接收探頭223能上下移動。
[0046]其中，接收機設置在第二鑽井220邊上的地面上。
[0047]可選地，該處理裝置還用於根據工作區域上的巖土層特徵以及地質信息，確定工作區域中的異常區域。
[0048]可選地，處理裝置可以為計算機或者處理軟體。另外，該處理裝置設置在野外或者室內。
[0049]可選地，發射時長大於或等於10s。
[0050]可選地，發射探頭與接收探頭均為線圈，且線圈直徑為40_70mm。
[0051]圖3為本發明第三實施例的多井間地質信息的探測處理方法的流程示意圖，該方法應用於鑽井間的工作區域，具體的，該方法的執行主體為上述系統中的處理裝置，則該方法包括:
[0052]S301:採集並存儲多個鑽井接收裝置上每個接收探頭接收到的場強值。
[0053]其中，鑽井接收裝置中的接收探頭設置在第二鑽井中，並用於接收一個鑽井發射裝置發射的電磁波；鑽井發射裝置中的發射探頭設置在除第二鑽井之外的第一鑽井中；場強值為鑽井發射裝置上的一個發射探頭髮射的電磁波經巖土層介質傳播後的場強值。
[0054]在本實施例中，鑽井發射裝置和鑽井接收裝置均可以為上述圖1或圖2所示的裝置，其實現原理相類似，此處不再贅述。
[0055]S302:在存儲整個工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取鑽井間的工作區域的地質信息。
[0056]本實施例中，該多井間地質信息的探測處理方法應用於鑽井間的工作區域，包括處理裝置採集並存儲多個鑽井接收裝置上每個接收探頭接收到的場強值，其中，鑽井接收裝置中的接收探頭設置在第二鑽井上，並用於接收一個鑽井發射裝置發射的電磁波；鑽井發射裝置中的發射探頭設置在除第二鑽井之外的第一鑽井中；場強值為鑽井發射裝置上的一個發射探頭髮射的電磁波經巖土層介質傳播後的場強值。處理裝置在存儲整個工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取多個鑽井間的工作區域的地質信息。由於是通過在接收過程中設置有至少兩個接收探頭來同時接收發射探頭髮射的電磁波，並根據採集並存儲的整個工作區域上的場強值來獲取鑽井間的工作區域的地質信息，因此，解決了現有技術中資源勘探過程中需要採集大量數據時，採用一發一收方式而導致數據採集工作量大，耗時長的問題，從而有效地減少地質信息探測時採集數據的工作量。
[0057]在本發明的第四個實施例中，在上述圖3所示第三實施例的基礎上，該方法還可以進一步包括:
[0058]根據工作區域上的巖土層特徵以及的地質信息，確定工作區域中的異常區域。
[0059]另外，可選地，發射探頭與接收探頭為線圈，線圈直徑為40_70mm。
[0060]圖4為本發明第五實施例的多井間地質信息的探測處理方法所應用的上述系統的結構示意圖，圖5為本發明第五實施例的多井間地質信息的探測處理方法的流程示意圖。本實施例中以3個鑽井410、420、430為例。
[0061]具體的，圖4所示的系統包括:
[0062]鑽井發射裝置411、至少一個鑽井接收裝置421，以及處理裝置(未示出)。
[0063]具體的，鑽井發射裝置411，包括:發射探頭413、發射機412、第一絞車414和第一電纜415。其中，發射機412與發射探頭413相連接，第一電纜415與發射探頭413相連接，第一絞車414和第一電纜415相連接，發射探頭413設置在第一鑽井中，發射機412設置在第一鑽井邊上的地面上。
[0064]其中，第一鑽井為3個鑽井中任意一個。在圖4中，鑽井410作為第一鑽井。
[0065]鑽井接收裝置421，包括:接收機(未示出)、至少兩個接收探頭(未示出)、第二絞車(未示出)和第二電纜425。其中，接收機，與每個接收探頭相連接，第二電纜與每個接收探頭相連接，第二電纜425與第二絞車相連接，接收探頭設置在第二鑽井中，接收機設置在第二鑽井邊上的地面上。
[0066]其中，第二鑽井為第一鑽井之外的其餘鑽井。在圖4中鑽井420和鑽井430作為第二鑽井。
[0067]另外，處理裝置，分別與鑽井接收裝置421上的接收機相連接。
[0068]可選的，假設每個鑽井深度為150m，每個鑽井接收裝置421中共設置8個接收探頭，從下到上，依次標記為第一接收探頭1、第二接收探頭2、第三接收探頭3、第四接收探頭
4、第五接收探頭5、第六接收探頭6、第七接收探頭7和第八接收探頭8 ;在地質信息探測時，設置發射探頭413在距離地面50-100m之間移動，多個接收探頭在距離地面O-1OOm之間移動。
[0069]可以理解的是，發射探頭413與接收探頭可以設置在鑽井中的任意位置。設置的位置與需要獲得地質信息的準確度有關。準確度要求越高，則要求發射探頭移動的範圍越大，各個接收探頭移動的範圍越大。
[0070]可以理解的是，本發明中的鑽井數不限於3個，接收探頭數不限於8個。
[0071]結合圖4，如圖5所示，該方法包括:
[0072]步驟S501:發射機根據第一鑽井與第二鑽井的間距d，設定發射探頭位置，選擇發射頻率和發射時長，並控制發射探頭髮射電磁波。
[0073]其中，具體的發射頻率根據第一鑽井與第二鑽井的間距d選擇，低頻穿透距離遠，高頻穿透距離近。可選的是，發射時長為大於或等於10s。
[0074]另外，在本實施例中，假設發射探頭移動間隔dl為2m，各個接收探頭間隔d2為5m ο
[0075]步驟S502:鑽井接收裝置421中的接收機獲取由對應的接收探頭接收到的電磁波經巖土層介質傳播後的場強值。
[0076]在本實施例中，以鑽井接收裝置421中的第一接收探頭I設置於距離地面10m處為例，根據各個接收探頭間隔為5m可知，第二接收探頭2設置於距離地面95m處，第三接收探頭3設置於距離地面90m處，依次類推，第八接收探頭8設置於距離地面65m處。
[0077]步驟S503:保持鑽井接收裝置421中的接收探頭不動，發射機控制第一絞車移動，以實現與第一電纜連接的發射探頭沿著鑽井井孔根據發射探頭移動間隔dl移動，移動至下一發射點處後，再次發射電磁波。
[0078]在本實施例中，下一發射點設置於距離地面98m處。
[0079]步驟S504:鑽井接收裝置421中的接收機獲取由對應的接收探頭接收到的電磁波經巖土層介質傳播後的場強值，重複上述步驟S503，直至發射探頭移動結束。
[0080]在本實施例中，發射探頭移動結束說明將發射探頭移至距離地面50m處。
[0081]步驟S505:鑽井接收裝置421中的接收機改變對應的接收探頭的位置，並執行上述步驟S501-S505，直至覆蓋所有接收段。
[0082]在本實施例中，改變接收探頭的位置的方式，具體為:接收機控制第二絞車移動，以實現與第二電纜連接的接收探頭沿著鑽井井孔根據接收探頭移動間隔dl，移動至下一接收段處後，再次接收電磁波。
[0083]在本實施例中，覆蓋所有接收段，即第一接收探頭移至距離地面Om處。
[0084]步驟S506:處理裝置採集並存儲第二鑽井中接收機獲取的全部場強值。
[0085]步驟S507:在對鑽井接收裝置421和鑽井發射裝置422的位置進行變化後，重複執行上述步驟，直至處理裝置採集並存儲整個工作區域的場強值。
[0086]在本實施例中，對鑽井接收裝置和鑽井發射裝置的位置進行變化具體為:人工將鑽井接收裝置與鑽井發射裝置進行互換，例如，將鑽井接收裝置421放入鑽井410和鑽井420中，鑽井發射裝置放入鑽井430中。此時，鑽井430為第一鑽井，鑽井410和鑽井420為第二鑽井。直至所有互換方式都實現。
[0087]步驟S508:處理裝置在存儲整個工作區域上的場強值後，利用電磁層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取鑽井間的工作區域的地質信息。
[0088]在本發明實施例中，通過鑽井之間的功能互換，可以獲得交叉覆蓋的數據，對於提高電磁層析圖像質量具有重要意義，提高圖像質量的解析度，能夠進一步提高井間地質信息判斷的準確性。
[0089]本領域普通技術人員可以理解:實現上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬體來完成。前述的程序可以存儲於一計算機可讀取存儲介質中。該程序在執行時，執行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括:R0M、RAM、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0090]最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換,並不使相應技術方案的本質脫罔本發明各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種多井間地質信息的探測處理系統，應用於鑽井間的工作區域，其特徵在於，包括:一個鑽井發射裝置，至少一個鑽井接收裝置和處理裝置；其中， 所述鑽井發射裝置，包括: 發射探頭，設置在第一鑽井中，用於發射電磁波； 發射機，與所述發射探頭相連接，用於控制所述發射探頭在發射時長內發射電磁波； 每個所述鑽井接收裝置，包括:接收機和至少兩個接收探頭； 所述接收探頭，設置在第二鑽井中，用於接收所述電磁波經巖土層介質傳播後的場強值； 所述接收機，與每個所述接收探頭相連接，用於獲取對應探頭接收到的場強值； 所述處理裝置，分別與所述鑽井接收裝置上的接收機相連接，用於在採集並存儲整個所述工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取所述鑽井間的所述工作區域的地質信息。
2.根據權利要求1所述的多井間地質信息的探測處理系統，其特徵在於，所述鑽井發射裝置還包括:第一電纜和與所述第一電纜相連接的第一絞車；其中，所述第一電纜與所述發射探頭相連接； 則所述發射機還用於控制所述第一絞車移動，以實現與所述第一電纜相連接的所述發射探頭能上下移動。
3.根據權利要求1所述的多井間地質信息的探測處理系統，其特徵在於，對於每個所述鑽井接收裝置，所述鑽井接收裝置還包括:第二電纜和與所述第二電纜相連接的第二絞車；其中，所述第二電纜與每個所述接收探頭相連接； 則所述接收機還用於控制所述第二絞車移動，以實現與所述第二電纜連接的每個所述接收探頭能上下移動。
4.根據權利要求1至3任一所述的多井間地質信息的探測處理系統，其特徵在於，所述處理裝置還用於根據所述工作區域上的巖土層特徵以及所述的地質信息，確定所述工作區域中的異常區域。
5.根據權利要求1所述的多井間地質信息的探測處理系統，其特徵在於，所述發射時長大於或等於10s。
6.根據權利要求1所述的多井間地質信息的探測處理系統，其特徵在於，所述發射探頭與接收探頭均為線圈，且所述線圈直徑為40-70mm。
7.一種多井間地質信息的探測處理方法，應用於鑽井間的工作區域，其特徵在於，包括: 採集並存儲多個鑽井接收裝置上每個接收探頭接收到的場強值； 其中，所述鑽井接收裝置中的所述接收探頭設置在第二鑽井中，並用於接收一個鑽井發射裝置發射的電磁波；所述鑽井發射裝置中的發射探頭設置在除所述第二鑽井之外的第一鑽井中；所述場強值為所述鑽井發射裝置上的一個發射探頭髮射的電磁波經巖土層介質傳播後的場強值； 在存儲整個所述工作區域上的場強值後，利用電磁波層析成像方法，對所存儲的場強值進行處理，獲取所述鑽井間的所述工作區域的地質信息。
8.根據權利要求7所述的多井間地質信息的探測處理方法，其特徵在於，還包括: 根據所述工作區域上的巖土層特徵以及所述的地質信息，確定所述工作區域中的異常區域。
9.根據權利要求7所述的多井間地質信息的探測處理方法，其特徵在於，所述發射探頭與接收探頭為線圈，且所述線圈直徑為40-70mm。
【文檔編號】G01V3/30GK104391333SQ201410562965
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】張平松, 吳榮新, 郭立全, 胡雄武 申請人:安徽理工大學