[发明专利]一种井间电磁波幅度与相位的计算方法

说明书

本发明公开了一种井间电磁波幅度与相位的计算方法，包括：部署电磁发射机和电磁接收机；在发射同步信号的控制下，由发射机井下仪接收含有固定周期序号和发射频率信息的电磁发射指令以准备发射；在准备好接收时，由发射机井下仪发射指定频率的电磁波信号；在接收同步信号的控制下，接收并采集电磁波信号，计算电磁波信号的初始幅度和相位，并将其上传至接收地面机，以及存储所采集的当前电磁波信号的波形数据；由接收地面机读取不同固定周期的电磁波波形数据，并进行频谱分析，利用频谱分析结果对不同固定周期所计算的所述初始幅度和相位进行迭代校正。本发明兼顾了算法简单、结果准确且可靠的特点，便于实施。

技术领域

本发明涉及矿场地球物理技术领域，尤其是涉及一种井间电磁波幅度与相位的计算方法。

背景技术

在井间电磁测井技术中，电磁发射器在井下发射电磁波穿透金属套管，信号严重衰减，又经过远距离地层的传输到达电磁接收器，信号又进一步衰减，这时信号已变得极其微弱，而且还夹杂着众多干扰信号。而且，经常这些干扰信号远远大于接收到的有用信号，如何准确提取这些需要被有效传输的电磁波信号的幅度与相位便直接影响到测量(井间电磁测井技术)的精度。

现有的幅度与相位提取方式是在井下利用互相关算法来进行提取，这种方法一旦提取完成，无论正确与否都是不可恢复的。另外，由于受限于井下高温、狭小空间和实时测量的限制，现有提取方法所提供的计算方法过于简单，计算的误差大、精度与准确度难以保证。

因此，现有技术需要提供一种用于计算井间电磁波幅度与相位的新方案，以解决上述一个或几个技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种井间电磁波幅度与相位的计算方法，包括：部署电磁发射机和电磁接收机，所述电磁发射机与所述电磁接收机之间按照预设的固定时间间隔通过同步信号互传方式来通讯；在发射同步信号的控制下，由发射机井下仪接收含有固定周期序号和发射频率信息的电磁发射指令以准备发射；在准备好接收时，由所述发射机井下仪发射指定频率的电磁波信号；在接收同步信号的控制下，接收并采集所述电磁波信号，计算所述电磁波信号的初始幅度和相位，并将其上传至接收地面机，以及存储所采集的当前电磁波信号的波形数据；由所述接收地面机读取不同固定周期的电磁波波形数据，并进行频谱分析，利用频谱分析结果对不同固定周期所计算的所述初始幅度和相位进行迭代校正。

优选地，在由发射机井下仪器接收含有固定周期序号和发射频率信息的电磁发射指令步骤中，还包括：在发射同步信号的控制下，由发射地面机向所述发射机井下仪发送所述电磁发射指令；所述发射地面机通过无线通讯网络向所述接收地面机发送当前固定周期启动的第一通知，其中，所述第一通知包含所述电磁发射指令；在所述接收同步信号的控制下，接收机井下仪接收所述接收地面机转发的所述第一通知，从而准备接收。

优选地，在计算所述电磁波信号的初始幅度和相位过程中，包括：对所述电磁波信号进行M*N次采样，确定相应的采样间隔，形成第一采样序列数据，其中，M表示采样周期，N表示单位采样周期的采样次数；获取所述接收同步信号对应的第二采样序列数据，并根据所述第一采样序列数据和所述第二采样序列数据，利用接收信号与接收同步信号之间的互相关关系，计算所述初始幅度和相位。

优选地，按照如下表达式计算所述初始幅度和相位：

r(n)＝cos(2nπ/N)+jsin(2nπ/N)＝r_a(n)+r_b(n)，n＝0，1，…MN-1，

θ＝-arctg(b/a)

其中，r(n)表示所述第二采样序列数据，n表示序列序号，s_R(n)表示所述第一采样序列数据，V表示初始幅度，θ表示初始相位。