分布式并行地电位采集系统技术方案

本发明专利技术涉及一种应用电位法对油田剩余油、垃圾场渗漏液等进行动态或静态监测的分布式并行地电位采集系统。是由上位机经ＵＳＢ端口连接主控单元，主控单元通过数传电缆依次串联连接第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元乃至第Ｎ采集单元构成。通过数传电缆最多能连接６５５３５个采集单元的测试网络。每个采集单元具有１２个独立的高速高精度测量通道，采用并行方式采集数据，接力式传输数据；主控单元采用分布式设计，采集单元之间采用数字通讯和同步技术，实现了整个测试网络数据的同时采集，有效地克服游离电场对采集数据的干扰，降低整个测网的感应噪声，简化了整个测试系统，测试系统具有可扩展性强、体积小，重量轻，造价低廉，施工方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于采用地电位测量方法对油田剩余油、垃圾场渗漏液等实现动 态或静态监测的地球物理测量，尤其是分布式并行地电位数据采集。
技术介绍
石油是一种非再生能源，石油采收率不仅是石油工业界，而且是整个社会关心的 问题。石油开采分为三个阶段。一次采油是依靠地层能量进行自喷开采，其产量约占蕴藏总 量的15% 20%。在地层能量释放以后，用人工注水或注气的方法增补油藏能量，使原油 得以连续开采，这称为二次采油。二次采油的采收率为15% 20%。二次采油开展几十年 后，剩余油以不连续油块的形式被圈捕在油藏砂岩孔隙中，此时采出液含水量达到85% 90 %，有的甚至高达98 %，这时开采已没有经济效益。因此，约有60 % 70 %的原油只能依 靠其他物理和化学方法进行开采，这样的开采称为三次采油，国外亦称之为增强石油开采 技术(Enhanced Oil Recovery，EOR)。目前在三次采油阶段通常采用一些在储层中注水、 注气、注强硫、压裂等调驱技术措施，以提高原油田的回采率。高含水油田剩余油动态监测技术是在三次采油阶段实施的一项重要的技术手段， 通过该技术可动态监测储层中油和水的运移规律，了解储层中油水界面以及水淹和水串情 况，该项技术不仅对三次采油技术方案的实施提供重要的指导意义，而且还能为合理、经济 地制定高含水油田开发方案及寻找剩余油分布提供重要的科学依据。随着含水油田三次 开发方法技术的发展，剩余油实时监测技术已经得到长足的发展，先后开发出四维地震、测 井、电位测量等地球物理方法以及示踪测井等直接测量方法。其中电位测量技术自七十年 代末开始，由法国学者在水力压裂方位和延伸的评价方面进行了试验。八十年代初，美国桑 迪亚实验研究中心，在煤成气压裂评价方面开始试验应用。八十年代末，日本学者在有套管 的地热井和油气生产井的储层评价方面开展初步应用。九十年代后期，电法测量技术在在 国外(美国、法国、日本、德国、印度尼西亚等)多个国家的油田、地热田、煤田、地下水和地 下核废料处理场的地层评价中得到了广泛应用。国内自90年代末也开展了大量理论(何 裕盛等，1999)和野外试验研究(张金成，2001)，电法测试技术已经在油田注水井注水推进 方位和煤层气田压裂裂缝方位得到了广泛的应用。目前现有的测量仪器系统均是建立在单点电位测量，即在供电井周围逐点测量电 位，根据电位的分布特征确定地下存层中剩余油的分布范围，这种电位测量的方法不仅施 工效率低，而且不可避免地会受到随时间变化的自然电位的干扰，造成测量结果出现较大 误差。近年来，国内外有些仪器也采用了多点同时测量，例如加拿大研制的IPRF-I以及国 内的YL-841钻井压裂裂缝方位测量，但是这些仪器虽然采用了多通道模式测量，但是由于 采用串行方式进行数据采集，数据点之间还无法做到真正的同时测量。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种适合与剩余油监测的分布式并行地电位采集系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的分布式并行地电位采集系统是由上位机1经USB端口连接主控单元2，主控单元2 通过数传电缆4依次串联连接第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元乃至第N采集单 元构成。本专利技术的目的还可以通过以下技术方案实现主控单元2是由上位机接口电路8经主DSP控制电路10分别与外触发电路7、逻 辑控制电路11、485接口电路14、CPU控制电路9相连接，上位机接口电路8经逻辑控制电 路11与数据缓冲电路相连接，CPU控制电路9与GPS模块电路13和无线电接收发射电路 12连接构成。采集单元3是由AD采集阵列16经逻辑控制单元17与数据存储单元18连接，DSP 控制器20分别与逻辑控制单元17、左同步触发单元19、右同步触发单元21、左485接口单 元22、自动逻辑判断或控制器23、右485接口单元24连接，电池电源模块25与自动逻辑判 断或控制器23连接，自动逻辑判断或控制器23分别与左485接口单元22、右485接口单元 24连接，左485接口单元22通过模拟电缆线5并联连接左侧六个不锈钢电极6，右485接 口单元24并联连接右侧六个不锈钢电极6，构成12个独立的采集通道及双向数据传输。有益效果本专利技术主控单元采用分布式设计，通过数传电缆最多能连接65535个 采集单元组成一个完整的测试网络。每个采集单元具有12个独立的高速高精度测量通道， 采集单元之间采用数字通讯及同步技术，实现了整个测试网络数据的并行采集，数据采集 完成之后存储在采集单元中，通过接力式将每个采集单元所存储的数据经过主控单元上传 至上位机中，有效地克服游离电场对采集数据的干扰，降低整个测网的感应噪声，简化了整 个测试系统，测试系统具有可扩展性强、体积小，重量轻，造价低廉，施工方便。附图及附图说明图1为分布式并行地电位采集系统结构框图。图2为附图1主控单元2结构框图。图3为附图1采集单元3的结构框图。图4为附图3自动逻辑判断或控制器23电路图01.上位机，2.主控单元，3.采集单元，4.数传电缆线，5.模拟电缆线，6.电极， 7.外触发电路，8.上位机接口电路，9. CPU控制电路，10.主DSP控制电路，11.逻辑控制 电路，12.无线电接收发射电路，13. GPS模块电路，14. 485接口电路，15.数据缓冲电路， 16. AD采集阵列，17.逻辑控制单元，18.数据存储单元，19.左同步触发单元，20. DSP控制 器，21.右同步触发单元，22.左485接口单元，23.自动逻辑判断或控制器，24.右485接口 单元，25电池电源模块。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说详细明分布式并行地电位采集系统，是由上位机1经USB端口连接主控单元2，主控单元 2通过数传电缆4依次串联连接第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元乃至第N采集 单元构成。主控单元2是由上位机接口电路8经主DSP控制电路10分别与外触发电路7、逻 辑控制电路11、485接口电路14、CPU控制电路9相连接，上位机接口电路8经逻辑控制电 路11与数据缓冲电路相连接，CPU控制电路9与GPS模块电路13和无线电接收发射电路 12连接构成。采集单元3是由AD采集阵列16经逻辑控制单元17与数据存储单元18连接，DSP 控制器20分别与逻辑控制单元17、左同步触发单元19、右同步触发单元21、左485接口单 元22、自动逻辑判断或控制器23、右485接口单元24连接，电池电源模块25与自动逻辑判 断或控制器23连接，自动逻辑判断或控制器23分别与左485接口单元22、右485接口单元 24连接，左485接口单元22通过模拟电缆线5并联连接左侧六个不锈钢电极6，右485接 口单元24并联连接右侧六个不锈钢电极6，构成12个独立的采集通道及双向数据传输。由上位机1经USB端口连接主控单元2，N个采集单元3经过数传电缆线4彼此连 接后与主控单元2相连，构成数据传递网络。每个采集单元3通过模拟电缆线5与12个不 锈钢电极6相连接后，形成一个完整的测试网络。在组网成功后，上位机1向网络中发送电源打开命令，主控单元2在接收到该命令 后再向下面连接的采集单元3发送指令，采集单元3在接收到该指令后按照各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式并行地电位采集系统，其特征在于，是由上位机（１）经ＵＳＢ端口连接主控单元（２），主控单元（２）通过数传电缆（４）依次串联连接第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元乃至第Ｎ采集单元构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛建军，张晓培，张琪，谭笑平，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]