[发明专利]基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法

说明书

本发明提供基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法，包括以下步骤：利用电磁随钻测量系统的孔底测量发射模块随钻测量孔底的工程参数，并发送至地面；孔底测量发射模块监测所述孔底工程参数发射过程中的输出电流和电压幅值，输出电流和电压幅值与所述孔底工程参数构成发射信号；孔口信号接收处理模块采集所述发射信号，并进行提取得到随钻电势差信号幅值，通过对电势差信号解码获得输出电流和电压幅值；根据所述随钻电势差信号幅值，识别煤层与围岩界面；根据输出电流和电压幅值计算地层电阻率。本发明的有益效果是：采用电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率，相比伽马和电阻率仪，节省了成本并提高了煤层钻遇率和工作效率。

技术领域

本发明涉及石油及地矿定向钻探领域，尤其涉及基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法。

背景技术

在煤矿开采前，通常需要采用地面或井下钻孔将煤层中赋存的煤层气抽采出来，一方面可以提供清洁能源，另一方面可以预防井下瓦斯爆炸。为了最大限度地提高煤层气抽采效率，降低生产风险，电磁随钻测量技术在煤矿领域得到了广泛的应用，特别是在松软煤层空气钻探中发挥着不可替代的作用。

随钻识别煤层与围岩界面及电阻率是保证钻头在煤层中长距离延伸、提高抽采效率的关键。目前，煤矿定向钻探领域通常采用伽马和电阻率仪识别煤层与围岩界面及电阻率，但这些仪器安装在距离钻头数米甚至数十米位置，测量位置相对于钻头位置存在延迟，容易导致钻头钻入围岩，影响钻探效率；另外，伽马和电阻率仪成本较高，增加了生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法。

本发明提供基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法，包括以下步骤：

S101：利用电磁随钻测量系统的孔底测量发射模块随钻测量孔底的工程参数，并发送至地面；

S102：所述孔底测量发射模块监测所述孔底工程参数发射过程中的输出电流幅值和输出电压幅值，并将所述输出电流幅值和输出电压幅值以正弦波的形式发送至地面；

S103：利用电磁随钻测量系统的孔口信号接收处理模块对所述正弦波进行滤波，得到电势差信号幅值，并对电势差信号解码获得输出电流幅值和输出电压幅值；

S104：根据所述随钻电势差信号幅值，识别煤层与围岩界面；根据所述输出电流幅值和所述输出电压幅值，计算煤层与围岩电阻率。

进一步地，步骤S101具体为：

步骤S101中，利用电磁随钻测量系统的孔底测量发射模块随钻测量孔底的工程参数，并发送至地面；具体为：

S201：利用电磁随钻测量系统的孔底测量发射模块随钻测量孔底工程参数；

S202：所述孔底测量发射模块将测量得到的所述孔底工程参数进行编码调制和D/A转换处理，并以正弦波形式将处理后的孔底工程参数发射至地面。

进一步地，步骤S102中，所述孔底测量发射模块监测所述孔底工程参数发射过程中的输出电流幅值和输出电压幅值，并将所述输出电流幅值和输出电压幅值以正弦波的形式发送至地面；具体为：

所述孔底测量发射模块监测所述孔底工程参数发射过程中的输出电流幅值，将所述输出电流幅值和输出电压幅值进行编码调制和D/A转换处理，并将处理后的输出电流幅值和输出电压幅值以正弦波形式发射至地面。

进一步地，步骤S103中，利用电磁随钻测量系统的孔口信号接收处理模块对所述正弦波进行滤波，得到电势差信号幅值，并对电势差信号解码获得输出电流幅值和输出电压幅值；具体为：