微电阻率成像测井技术可以清晰呈现地层裂缝薄层与岩层分布,这类信息帮助地质学者分析地质岩性和沉积岩石构造等,为油气评估提供了数据基础,因此该技术在油气勘探领域意义重大。传统的微电阻率测井仪应用于水基泥浆,水基泥浆导电性能强,探测信号以传导电流的形式流经泥浆、地层,然后流入采集电极。近年来,油基泥浆因其耐高温、耐腐蚀、保护井壁和提高钻井效率等一系列优点逐渐取代水基泥浆的地位,然而油基泥浆属于弱导电性泥浆,原本的测量回路将遭到破坏,因此,需要采用交流激励信号,以位移电流的形式重新构建回路。根据以上背景,本文设计并实现了一款油基泥浆环境下微电阻率采集电路系统。该采集系统实现三种频率电流信号幅度与相位的分时测量以及在25ms时间内完成对90个采样电极的信号采集,同时系统量程覆盖50nA~1.5mA幅度的电流信号,动态范围约90db,并且在量程内具有良好的线性度,为简化电路设计的复杂度,设计中将多种测量频率信号变频至固定频率后再执行采样运算等操作。本文工作的重点是微弱信号的检测,影响信号测量的主要因素是链路中混入的噪声。文章对电路系统中噪声的来源进行了分析,主要包括电阻热噪声、运放固有噪声、模拟开关噪声、模数转换器噪声和外部噪声。通过对噪声数学模型的分析和仿真,本文给出了一系列抑制噪声提高信噪比的方法,后续电路与程序的设计均遵循此类设计方法,使电路系统更加准确的提供了地层的电阻率信息。同时在算法上采用数字相敏检波技术,数字相敏检波能够有效地滤除待测信号中的非相关噪声,通过实验发现该算法可以在低信噪比下提取出有用信号的幅度与相位信息。结合科研项目的指标要求,本文介绍了电路系统的硬件与软件逻辑设计。采集电路系统分为主处理板与采集板两部分,主处理板负责信号的检波、运算和通信等功能,采集板实现多路信号的调理和切换功能。为增加电路系统的可配置度与灵活性,主处理板控制单元选用FPGA与单片机协同处理方案。最后本文搭建相关实验平台,测试采集电路系统的工作特性,包括线性度、噪声基底和重复性,验证了系统设计的正确性与合理性,满足设计指标要求。