Способ акустического каротажа скважин
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 09.1Х.1971 (№ 1696703/26 25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 16.1.1973. Б оллетень № 7
Дата опубликования описания 23.III.1973
М. Кл. 6 01v 1/40
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 550 834(088.8) Авторы изобретения
Заявители
Э. П. Кайданов, В. Н. Рукавицын и О. Л. Кузнецов
Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии и Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки
СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН
Изобретение относится к способам акустических исследований горных пород в процессе бурения и основано на корреляционном анализе регистрируемых сигналов. Известный способ акустических исследований скважин в процессе бурения предусматривает регистрацию упругих колебаний, возникающих при работе бура, на земной поверхности. Однако приприменении этого способа низка помехоустойчивость измерений, невозможно детальное расчленение разреза, пересеченного скважиной, и определение параметров горных пород, лежащих ниже забоя, необходимо специальное оборудование для передачи ударов - вращающемуся буру.
Целью предлагаемого изобретения является определение плотностных и скоростных характеристик горных пород, лежащих ниже забоя.
Эта цель достигается тем, что по крайней мере двумя, разнесенными по оси скважины, датчиками принимают сигналы упругих волн, возникающих при работе бура, определяют значения нормированной функции взаимной корреляции принятых сигналов и при времени задержки, соответствующем компоненте упругого поля, отраженной от горных пород, лежащих ниже забоя, регистрируют максимальное значение нормированной функции взаимной корреляции, пропорциональное плотности и скорости в этих породах в функции глубины скважины.
Для повышения достоверности определения скоростных и плотностных характеристик горных пород, лежащих ниже забоя, производят фильтрацию снимаемых с датчиков сигналов и регистрируют в функции частоты и глубины скважины значения максимума нормированной функции взаимной корреляции принятых сигналов, соответствующего отраженным волнам от нижележащих пород.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена функциональная
15 схема по предлагаемому способу; на фиг. 2— график нормированной функции взаимной корреляции регистрируемых сигналов.
Принцип предложенного способа заключается в следующем. Б призабойной зоне в про20 цессе работы вра|цающимся буром создается шумовое упругое поле. Датчик, расположенный на удалении от бура по оси скважины, принимает суммарное звуковое давление (скорость смещения), соответствующее:прямым, 25 преломленным и отраженным волнам, в том числе и от горны.; пород, лежащих ниже забоя
366432 где: а„— амплитудные коэффициенты; л т = —" — время распространения соответл С ствующих составляющих от источника до точки приема по пути l„;
ф— скорость распространения упругих колебаний.
С датчика, расположенного в непосредственной близости от бура, снимают сигнал, пропорциональный лишь шуму этого механизма
U (t) = аU(t — z,), где а, и т. зависят от расстояния ближнего приемника относительно источника (база).
Функция взаимной корреляции принятых датчиками будет иметь ряд максимумов
1п (фиг. 2), абсциссы которых т „=т„— т, соответствуют приходу прямых, преломленных и отраженных волн,,прошедших пути 1„со скоростью С„. Значение максимума нормированной функции взаимной корреляции, измеренного при задержке, соответствующей компоненте упругого поля, отраженной от горных пород, лежащих ниже забоя, У,U,(<) ()пс кв
1«(.)! = (RU,(0)R,(0)1 (U.),.„ определяет отношение среднеквадратичного значения (U)„„, сигнала отраженной волны к среднеквадратичному значению суммарного поля в точке дальнего приемника, пропорциональное плотности и скорости горных пород, лежащих ниже забоя.
Применение .полосовых фильтров в приемных каналах позволяет определить частотную зависимость плотностных и скоростных характеристик горных пород, лежащ их ниже забоя, и повысить достоверность их определения.
Предлагаемый способ может быть реализован согласно функциональной схеме (фиг. 1).
Упругие колебания, возбуждаемые в призабойной зоне вращающимся буром 1, поступают на входы датчиков 2, 8, разнесенных по оси скважины на базу. Сигналы, принятые датчиками, усиливают в блоках 4, 5, фильтруют в блоках б, 7 и подают в блок вычисления значений нормированной функции взаимl0 ной корреляции 8. В блоке 9 определяют значения максимумов нормированной функции взаимной корреляции, соответствующих отраженным волнам от горных пород, лежащих ниже забоя, и,пропорциональных плотности
15 и скорости в этих породах. В блоке 10 регистрируют;полученные таким образом плотностные и скоростные характеристики горных пород, лежащих ниже забоя, в функции частоты и глубины скважины.
Предмет изобретения
Способ акустического каротажа скважин путем корреляционного анализа регистрируемых
25 сигналов упругих волн, принимаемых покрайней мере двумя разнесенными по оси скважины датчиками шумового поля, возникающего в процессе бурения, отличающиася тем, что, с целью определения скоростных и плотностЗ0 ных характеристик горных пород, лежащих ниже забоя, производят фильтрацию снимаемых с датчиков сигналов, определяют значения нормированной функции корреляции принятых сигналов и при времени задержки, 35 соответствующем компоненте у пругого поля, отраженной от горных пород, лежащих ниже забоя, регистрируют значения максимумов нормированной функции взаимной корреляции, пропорциональное плотности и скорости
40 в этих породах, в функции частоты и глубины скважины.
366432
Фиг 2
Редактор Ф. Киселева
Заказ б18/2 Изд. № 174 Тираж 755 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Составитель В. Карпушин
Техред А. Камышникова
Корректоры: Л. Чуркина и И. Божко
