Способ акустического каротажа

 

(ч424099

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свпдетельства— (22) Заявлено 26. 01.73 (21) 1877708/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (32) Прпоритет—

Опубликовано 15.04.74, Бюллетень X 14

Дата опубликования оп Ica:.шя 17.02.75 (51) Ч.Кл. б 01v 1/40

Гооударствениый комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 550.834:622.

241 (088 8) (72) Автор изобретения

П. А. Зельцман

Опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения (71) Зая в итель (54) СПОСОБ АКУСТИЧ ЕСКОГО КАРОТА)КА

Изооретение относится к .геофизическим исследованиям ск важи н.

Известны cIIocoobI акчстическойо каротажа, основанные на периодическом возбуждении в скважине а кустического импульса излучателем, приеме акустического иипулыса приемником и измерении интервала време ни npобеra звуко|вой волны, по которому определяют скорость распространения звука,в породе.

При этом в качестве 1волны, несущей информацию, принимается волна, преломленная н» стенке скважины под углом полного внут реннего отражения. Для того, чтобы исключипгь пути пробега звутковой волны по буровому раствору, т. е. от излучателя до стенки скважины и от стенки скважины до приемника, применяют две акустические зондовые установки с разным расстоянием от излучателя до прием ника п вьпчисляют разнссть времен пробега волны между этими зондовымп расстояниями. Прп этом имеется в виду, что обе зондовые уcTBIIGBKè расположены на од,шаковом расстоянии от стенки скважины, т. с. электроакустпческие преобразователи ðàñïoложены на одной прямой, параллельной стенке

CI lB3æÈÍÛ.

В этик способак и нтервал времени отсчитывается между приходом первых вступлений

|ли двух других соответствующик фаз от пзлучателя (излучателей) к п рпемнпкам (прпемник ) .

Однаю известные способы отличаются н..достаточной точностью измерения интер вала времени. Оое волновые картины, принятые приемником (плп приемниками), отличаются друг от друга по амплитуде. По|этому часто не сущесввует двук раBIHоудален нык от IIBpBo10 го вступления точек, равнозначнык по уровшо, на который должно быть настроено пороговое устройство для отсчета вреатенного интер вала.

15 Вследствие затукапия на базе измерения на пер воат при пятом сигнале рабочий уровень ближе к первому вступленшо, чем На втором сигнале,,поэтому,порото все устройство срабатывает от несоответствующих точек на волно20 вой картине. Это я вление, часто называемое явлением «перескока», может вызвать погрешность, достигающую значптелыной величины.

Уравнения преломленной волны, регистрируемой двумя зондовымп установками трек25 элементного зонда акустического каротажа, с учетом наличия времени запаздывания момента срабатывания порогового устроиства относительно момента первого вступления (для трекэтементного зонда 11IËÈ ÂÏ) имеют впд:

424099

20 cos t !> 2! со т,= — — —, + „+>,; т,= — „---+- —, +г, (1)

2 где: TI — время н робега волны от ближнего излучателя и прием нику; T2 — то же, от дальнего излучателя; li —.ра сстоянпе от ближнего излучателя до п риеьмника; 4 — то жг, от дальнего излучателя; VI — скорость pac;ipccTipaHeния сигнала з буровом растворе; à — то же, в окружающей породе; h — расстояние от зонда до стенки снважины; г — угол полного внутреннего отражения для границы сред "о скоростями VI и Vg,tI H t2 — времена за паздыванпя момента срабатывания порогoiBOC устройства относительно момента первого вступления соответственно для меньшей и большей зондовой уcTBIHо вки.

Из уравнений (1) о пределяем ХТ= Т2 Т !

; — г! ьт= „+-(г г,); г — (,=л(; (2)

В сбпггм случае ts+tI, поэтому. определяя

1 2 из у1>яBIIгния

V =

Al (з) как это делается в известных способах а кустического каротажа, мы до пускаезг существенную погреш но сть, тем больтпую, чем больше t — ti, т. е. чем больше затухание сигнала на базе измерения.

В отдельных случаях, когда t2 — — ti =0 или

4=tI неза впсизго от их абсолютных величин попрешность за счет «перескока» отсутствует.

Для повышения ToNHolcTH измерения предлагается спс соб, по которому определяют измене ние угла полного в нутреннего опражгния з за висимсстп от скорости пробега звуко вой волны в породе, для чего регистрируют BpexicHB пробега з вуковой BQJIIHbI между неcIKQJIbKIIми парами излучателей и приемников с равными базами измерения, рас положенными на разных,расстоя ниях от стенки ск|важины, а по раз|ности этих времciH о переделяют скорость распространения акустического сигнала в породе. Можно регистрировать времена прооега звуковой волной расстояни я от одного и злучателя до д вух приемников, расположенных на ра|вных раclcToiIIIHHÿõ от излучателя и на разиных,расстояниях от стенки скважины, времена IIlpобега з вуковой вoJIIHQII расстояния от двух излучателей, расноложеíHbIY на разных расстояниях от стенки ск важтгны, до одного приемника, расположенного от излучателгй на равных,расстоя ннях. ,Предлагаемый с посо б позволяет исключить погрешность, вызва н ную ослаблением перовых ,вступлений на базе и змере ния, т. к. с высокой сте пе нью достоверности обеспечивает раве I ство 2 (4)

Спосо б имеет следующую физическую основу: известно, что в заяви!симости от изменения

V а следовательно, отношения,- изменяется угол г, а вместе с ним длина, пути, проходпмс го преломленной волной по буровому где T, — в рехгя нробега волны от первого прпемни|ка .к,первому излучателю. Т вЂ” то ж=, для второй пары лреобразозателеи; остальные обозначения, как в уравнении (1).

2(гг2 — lt ) лт=т т, „+(г (6j

Анализ путл лрохожденпя волны от излучателек к приеы нику позволяет предположить

4=ti. В самом деле, пути прохождения прломленной волны для двух пар преобразователей лра ктпчевки отличаются л,пшь на отрезок пути IB буровом раст(воре, вдоль которого отсутствует затухание сiiiнала.

Такпхг образом можно записать

2Ah

AT = — cosi

-э

Ъчитызая, что г =агсз1п . получим:

Г1

2Ah

V>—

1 4т - — (AT) 40

4/t где

1, В частном случае д ве указанные выше зондо вые установки могут быть образованы о.дним излу1чатглем и двумя п,р.иемника мп, либо двумя излучателями и одним нрпемп:Iком.

ДлH обеих этих модпфпKацкп зыражеHпя

50 (7) и (8) имеют вид лг

AT =-1: — cos i

Alt

1 —

1I т2 (AT)55 гдг ЛЙ=Л2 — ггь

Предмет изобретения

1. Способ акустического каротажа, состоя60 щпи в .периодическом возбуждении в скзаж:.Iне звуковой волны с помощью излучателя, приеме а зуко|вой волны, про шедшей по породе, с помощью .приемника и измерении интервала времени пробега звуковой волны на оа65 зе изме рения, отгача>огг(шся тгм., что, с целью.раствору, и соответствующее ему время. Измеряя это вовремя, можно однозначно определять скорость распространения звука з породе.

5 Реализация тако го принци па приводит к зондовой установке нового THIIIB, которая позволяет обеспечить pBIBBHcTBo (4).

Она э к ви валентна двум двухэлементным зондам с одинаковыми оазами l, которые pa.10 положены на расстояниях ÉI и lIg от стенк I скважины, п рпчем /г — hI — — ЛЙ величина непзме,пенная.

У равнения (1) для такой зондовой устано вкп имеют зпд:

1 2 Iltcosi l 2 г г cost

Т= V +=„+i; 7= V -- !. +it(5)

2 I

424099

Составитель П. Зельцман

Текред Е. Борисова

Редактор И. Шубина

Корректор H. Лук

:Заказ 3674 Изд. ¹ 1519 Тираж 678 Подппсно

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета г1инистров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

Обл тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли повышения точно сти измерений, определяют изменение угла полного в нутреннего отражения:в зависимости от скорости, пробега звуковой волны в породе, для чего регистрируют времена пробега звуковой волны между несколькими парами излучателей и приемников с;равными базами измерения, расположенными на разHbIx расстояниях от стенки ск>важины, а по раз ности этих времен о>пределяют скорость распространения акустического сигнала в породе.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрируют времена пробега звуковой волной раостояния от одного излучателя до двух приеинтгков, раоположенных на равных ра"стояниях от излучателя и на разных .расстоя5 ниях от стеньки скважины.

3. Способ по п. 1, отлича>ощийся тем, что регистрируют времена пробета звуковой волной расстояния от двух излучателей, располо10 женных на разных раостоян>иях от стенки скважины, до одного приемника, расположенного от излучателей на равных расстояниях,