[0149] 其中，根据井口电压V(h)与埋地电极之间的电位差确定钻柱顶端的电压 化ed(X)，包括但不限于通过W下公式实现：
[0150]
[0151] 由公式（9)可得，钻柱顶端的电压化ed(x)与钻井深度h和井口电压V(h)有关， 而通过井口电压V(h)的表达式建立了井下地层参数、井下发射电压、井下发射频率、地面 接收电压之间的关系。因此，通过钻柱顶端的电压化ed(x)获得了井下地层参数、井下发射 电压、井下发射频率、地面接收电压W及钻井深度之间的关系。
[0152] 303;根据井下地层参数、井下发射电压、井下发射频率、地面接收电压W及钻井深 度之间的关系确定电磁信道模型。
[0153] 通过上述公式（1)至公式巧），即确定了井下地层参数、井下发射电压、井下发射 频率、地面接收电压W及钻井深度之间的关系，而通过井下地层参数、井下发射电压、井下 发射频率、地面接收电压W及钻井深度之间的关系即可分析和预测钻井数据。因此，可W根 据井下地层参数、井下发射电压、井下发射频率、地面接收电压W及钻井深度之间的关系确 定电磁信道模型。例如，可W通过公式（9)确定最大传输深度和钻柱顶端的电压之间的关 系。因此，当为钻柱顶端电压设置边界值之后，便可W结合确定的井下地层参数、井下发射 电压、井下发射频率、地面接收电压W及钻井深度之间的关系预测钻井的最大传输深度，从 而为钻井设计提供相关依据。
[0154] 通过步骤301至步骤303即完成了确定电磁信道模型的步骤，为了检验确定的电 磁信道模型是否适用于实际地层，可W继续执行下面的步骤304。
[0155] 304;获取钻柱顶端的电压与钻井深度之间的关系的实测数据，根据确定的电磁信 道模型计算钻柱顶端的电压与钻进深度之间的关系的理论数据，在同一坐标系下绘制实测 数据与理论数据的曲线，并在曲线中比较实测数据与理论数据。
[0156] 该步骤为优选步骤。其中，参见图4,其示出了一种在同一坐标系下绘制的钻柱顶 端的电压与钻井深度之间的关系的实测数据与理论数据之间的关系。通过图4可得，当钻 井深度小于500m或者大于1000m时，实测数据与理论数据基本吻合，当钻井深度介于500m 至IJ1000m之间时，有略微差别。因此，可W确定通过本发明实施例提供的确定电磁信道模型 的方法确定的电磁信道可W用于预测和分析实际地层中的钻井数据，从而为钻井设计提供 理论支持。
[0157] 本发明实施例提供的方法，通过将地层沿钻柱水平切割为分段均匀的地层，等效 为分层地层，从而将钻柱和分段均匀的地层作为等效传输线，使得在确定电磁信道模型时， 可W结合地层的分层特性确定，确定的电磁信道模型的准确性更高。
[015引 实施例Η
[0159] 本发明实施例提供了一种确定电磁信道模型的装置，该装置将地层沿钻柱水平切 割为分段均匀的地层，等效为分层地层，并将钻柱和分段均匀的地层组成的电磁信道等效 为传输线，得到所述电磁信道模型的等效传输线，其中，不同分段的地层对应不同的地层电 阻率。参见图5,该装置包括：
[0160] 第一确定模块501，用于根据分段均匀的地层的地层电阻率确定等效传输线上单 位长度的传输参数；
[0161] 第二确定模块502,用于根据等效传输线上单位长度的传输参数确定井下地层参 数W及钻柱顶端的电压，获得井下地层参数、井下发射电压、井下发射频率、地面接收电压 W及钻井深度之间的关系；
[0162] 第Η确定模块503,用于根据井下地层参数、井下发射电压、井下发射频率、地面接 收电压W及钻井深度之间的关系确定电磁信道模型。
[0163] 优选地，等效传输线上单位长度的传输参数包括并联电导、串联电阻和串联电 感；
[0164] 第一确定模块501，包括：
[0165] 第一确定单元，用于确定等效传输线的电流密度线模型为垂直于钻柱的柱轴、且 沿射径方向形成的外导体环柱的传输线模型；
[0166] 第二确定单元，用于根据分段均匀的地层的地层电阻率、传输线模型的外导体半 径W及钻柱的钻杆的外半径确定并联电导；
[0167] 第Η确定单元，用于根据钻柱的电阻率，钻杆的外半径W及钻杆壁厚确定串联电 阻；
[0168] 第四确定单元，用于根据地层磁导率、传输线模型的外导体半径W及钻杆的外半 径确定串联电感。
[0169] 优选地，第二确定单元，用于根据分段均匀的地层的地层电阻率、传输线模型的外 导体半径W及钻柱的钻杆的外半径通过W下公式确定等效传输线上单位长度的传输参数 中的并联电导g(z):
[0170]
[0171] 第Η确定单元，用于根据钻柱的电阻率、钻杆的外半径W及钻杆壁厚通过W下公 式确定串联电阻ri:
[0172]
[0173] 第四确定单元，用于根据地层磁导率、传输线模型的外导体半径W及钻杆的外半 径通过W下公式确定串联电感ll :
[0174] /=1,2；
[017引其中，P (Z)为井下激励源当前所在的地层分段的地层电阻率，bi为传输线模型的 外导体半径，b为钻杆的外半径，Z为W井下激励源为原点并且沿井口方向的坐标，P m钻柱 的电阻率，μ。为地层磁导率，τ为钻杆的壁厚。
[0176] 优选地，第二确定模块502,包括：
[0177] 计算单元，用于根据等效传输线上单位长度的传输参数计算井下地层参数；
[0178] 求解单元，用于根据等效传输线上单位长度的传输参数W及井下地层参数求解预 设的分层地层中钻柱上各点的电压电流模型，得到钻柱上各点的电压和电流，获得井口电 压；
[0179] 第五确定单元，用于在距离井口的预设距离处设置一个埋地电极，并根据井口电 压与埋地电极之间的电位差确定钻柱顶端的电压。
[0180] 优选地，井下地层参数包括传播参数和特性阻抗；
[0181] 计算单元，用于根据等效传输线上单位长度的传输参数通过W下公式计算井下地 层参数：
[0182]
[0183] 求解单元，用于根据传输线上单位长度的传输参数W及井下地层参数求解预设的 分层地层中钻柱上各点的电压电流模型，得到钻柱上各点的电压和电流，获得井口电压，包 括通过W下公式获得井口电压：
[0184]
[0185] 第四确定单元，用于根据井口电压与埋地电极之间的电位差通过W下公式确定钻 柱顶端的电压：
[0186]
[0187] 式中，W为井下发射频率，V(h)为井口电压，Vt为井下发射电压，Zi和Z2钻杆的上 半段和下半段的特性阻抗，d为钻杆的上半段和下半段之间的绝缘体的长度，Yi为钻杆的 上半段的传播参数，h为钻杆的上半段的长度，X为埋地电极与井口的预设距离，且X远远小 于h，η为井下激励源至井口每间隔预设距离取的点的个数，化ed(x)为钻柱顶端的电压。
[0188] 优选地，参见图6,装置还包括：
[0189] 获取模块504,用于获取钻柱顶端的电压与钻井深度之间的关系的实测数据；
[0190] 计算模块505,用于根据确定的电磁信道模型计算钻柱顶端的电压与钻进深度之 间的关系的理论数据；
[0191] 比较模块506,用于在同一坐标系下绘制实测数据与理论数据的曲线，并在曲线中 比较实测数据与理论数据。
[0192] 本发明实施例提供的装置，通过将地层沿钻柱水平切割为分段均匀的地层，等效 为分层地层，从而将钻柱和分段均匀的地层作为等效传输线，使得在确定电磁信道模型时， 可W结合地层的分层特性确定，确定的电磁信道模型的准确性更高。
[0193] 需要说明的是：上述实施例提供的确定电磁信道模型的装置在确定电磁信道模型 时，仅W上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可W根据需要而将上述功能分 配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，W完成W上描述 的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的确定电磁信道模型的装置与确定电磁信道 模型的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，送里不再赏述。
[0194] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0195] 本领域普通技术人员可W理解实现上述实施例的全部或部分步骤可W通过硬件 来完成，也可w通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可w存储于一种计算机可读 存储介质中，上述提到的存储介质可W是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0196] W上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用W限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发