微電阻率掃描成像測(cè)井儀極板電路系統(tǒng)是一個(gè)高度復(fù)雜、集成的電子系統(tǒng)。它將微小的電極陣列、精密的多路開關(guān)、高穩(wěn)定激勵(lì)源、超低噪聲信號(hào)調(diào)理鏈、高速數(shù)據(jù)采集、智能數(shù)字控制和可靠的電源/通信接口融合在一起。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是精確、同步地控制電流注入地層并測(cè)量井壁附近微小區(qū)域的電壓分布，最終生成反映地層電阻率變化的高分辨率圖像?？朔邷亍?a href="http://qiaming.cn/v/tag/873/" target="_blank">高壓、空間限制和信號(hào)微弱等挑戰(zhàn)是其設(shè)計(jì)的核心難點(diǎn)。高性能的極板電路是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量井壁成像的關(guān)鍵所在。

1.基本原理

微電阻率掃描成像測(cè)井儀的極板電路是其核心探測(cè)單元。極板上密集排列著數(shù)十至上百個(gè)微小金屬電極（紐扣電極），緊貼井壁。電路的核心原理是電流聚焦測(cè)量法。它通過(guò)精密控制的開關(guān)矩陣，向特定電極（發(fā)射電極）注入已知的低頻交流恒流。該電流被聚焦后流入地層。同時(shí)，電路高速、有序地切換連接到高靈敏度測(cè)量放大器上的鄰近電極（測(cè)量電極），精確捕捉電流流經(jīng)地層時(shí)在井壁附近產(chǎn)生的微小電壓差。這種聚焦設(shè)計(jì)大大提高了測(cè)量分辨率和信噪比。微弱的地層電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)低噪聲前置放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后，變?yōu)?a target="_blank">數(shù)字信號(hào)。整個(gè)電極陣列的快速掃描和數(shù)據(jù)采集由板上的控制邏輯（如FPGA）精確同步控制，確保空間位置的準(zhǔn)確性。

2.主要應(yīng)用

該電路獲取的密集、高分辨率地層微電阻率數(shù)據(jù)，經(jīng)處理和成像后，主要用于生成井壁電阻率圖像。這些圖像能直觀、清晰地揭示：

地質(zhì)結(jié)構(gòu)：識(shí)別地層層面、層理、不整合面、褶皺、斷層等。

裂縫特征：識(shí)別天然裂縫和鉆井誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)狀（傾角、走向）、開度、密度和有效性。

孔隙結(jié)構(gòu)：評(píng)估儲(chǔ)層非均質(zhì)性（如孔洞、溶洞分布）、沉積構(gòu)造（如交錯(cuò)層理、生物擾動(dòng)）和礫石分布。

地層產(chǎn)狀：確定地層真傾角和方位角。

薄層識(shí)別：有效劃分常規(guī)測(cè)井難以分辨的薄互層。
這些信息對(duì)于精確評(píng)價(jià)油氣儲(chǔ)層、優(yōu)化完井方案（如射孔層位選擇、壓裂設(shè)計(jì)）、地質(zhì)建模以及理解地下構(gòu)造和沉積環(huán)境具有不可替代的關(guān)鍵作用，為油田勘探開發(fā)決策提供直接依據(jù)。

3.典型產(chǎn)品/廠家

青島智騰LH157127 微電阻率掃描成像測(cè)井儀極板電路

青島智騰微電子有限公司自行研制了LH157127 微電阻率掃描成像測(cè)井儀極板電路系統(tǒng)。該電路是依據(jù)哈里伯頓 XRMI 微電阻率成像測(cè)井儀研制的專用電路，實(shí)現(xiàn)25路電扣信號(hào)的前端放大，濾波，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，編碼解碼等功能。具有體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，可靠性高，性能優(yōu)良等特點(diǎn)?？砷L(zhǎng)期工作在-40℃～200℃的惡劣環(huán)境中。其ADC 精度為16Bit，通訊速率可達(dá)到8Mbps。

LH157127 微電阻率掃描成像測(cè)井儀極板電路功能框圖

審核編輯 黃宇