Способ акустического видеокаротажа

 

ОП ИСАЙ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Гоаетснмх

Социалистических

Республик

) 492487

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву )+ (22) Заявлено 23.11.73 (21) 1973263/26-25 ч с присоединением заявки № (51) М. Кл.

G0 l 1/40

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изооретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.11.75Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 22.01.76 (53) УДК 550.834:

:622.241 (088.8) В. И. Пасник (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО ВИДЕОКАРОТАЖА

Изобретение относится к области промысловой геофизики и, в частности, к способам акустического видеокаротажа, предназначенным для исследования стенок нефтяных и газовых скважин.

Известен способ акустического видеокаротажа, при котором поверхность- стенки скважины поэлементно анализируют, сканируя по винтовой линии импульсным ультразвуковым лучом. Эхо-сигналы от элементов стенки принимают, преобразуют в электрические, усиливают, детектируют и пеI редают на поверхность. Этими сигналами после усиления модулируют по яркости электроннолучевую трубку, на экране которой формируют изображение участка стенки скважины, которое фиксируют с помошью фотокамеры.

Полу аемые черно-белые акустические фотографии представляют собой плоское (в двух измерениях) изображение развернутой поверхности стенки скважины. Если стенка скважины не гладкая, а имеет пространственные нарушения (каверны, желоба, раковины, промоины и т, и.), то на акустичес кой фотографии они от меч аютс я почернением фотослоя различной интенсивности, По этим почернениям можно определить только форму пространственных нарушений на стенке скважины и их плошадь, но ничего нельзя сказать об их глубине и внутренней конфигурации. Это обстоятельство значительно снижает производственную эффективность сушественного способа, так как отсутствие информации, например, о глубине каверны не позволяет рассчитать необходимое количество тампонажного цемента.

11ель изобретения — повысить информативность и облегчить интерпретацию данных каротажа.

15 Это достигается путем квантования отраженных сигналов по времени пробега в нескольких временных интервалах, воспро изведения сигналов квантованных интервалов в различных цветах на экране цветной

2О электроннолучевой трубки и фотографирования сформированного цветного изображения на цветную фотопленку.

Так как время пробега пропорционально пути пробега (небольшие изменения скоро25 сти не учитываем), то участки стенки

4<) 1м скважины, удаленные от акустической системы нв различные расстояния, воспроизведутся на экране, а значит, и на акустической фотографии в различных цветах.

Таким образом, цвет изображения, полученящ@ по предлагаемому способу, дает инфориепию о глубине пространства.

Нв фиг. 1 приведена блок-схема уст-! ройства, для реализации предлагаемого способе; на фиг. 2 — сечение скважины с g двумя кавернеми различной глубины; на фйг.3 — сечение скважины на экране назем нвй панели.

Устройство для реализации способа состоит из соединенных кабелем скважинного снаряда и наземной панели.

Скважинный снаряд содержит акустическую систему, состоящую: из излучателя 1 и приемника 2. К излучателю 1 подключен генератор им., льсов 3, к прием- щ нику 2 - усилитель 4, выход которого соединен со входом детектора 5, Выход детектора 5 соединяется со входом видеоусилителя 6, выход которого нагружен на каротажный кабель 7. В наземной панели кабель 7 подключен на вход усилителя 8, выход которого подключен к блоку квантования по времени 9. Блок квантования 9 имеет три выхода, которые соединяются соответственно с красным (К), Эр зеленым (3) и синим (С) прожекторами цветной приемной трубки (кинескопа) 10.

Развертка электронных лучей осуществляется при помощи блока разверток 11. Иля фотографирования изображения с экрана Зк кинескопа 12 применяется фотовппаовт с цветной пленкой 13.

В процессе квротажа импульсный генератор 3 возбуждает излучатель 1, излучающий импульсы упругих колебаний, которые в виде узкого пучка распространя ется по буровому раствору в направлении стенки скважины. Пробежав по жидкости расстояние (см. фиг. 2), упругий им1 пульс отражается от стенки скважины и, вновь пробежав расстояние б, достигает

1 приемника 2. Время, за которое излученный импульс возвратится к приемнику 2, равно

1 50 пр С где — расстояние от акустической сис{ темы до стенки без пространственных нарушений;

С - скорость распространения упругих у колебаний в буровом растворе.

В тех местах, где стенка скважины име, ет пространственные нарушения (например, каверны):О-Ь-С-d u e-1-Д-пт(см. фиг. 2), расстояния от акустическсй системы до дна 9) /

4 каверн равны соответс-твенно н, и и% Э ем Е, >Е, ., Время пробега упругим импульсом расстояния до днв каверныО-b-с-Ыравно

tape =+ а время пробега до дна «аверны 8 - f-Ь- tA равно и, С и

Чем больше путь пробега, тем больше и время пробега, т. е.

tap > tnP > tap

3 2

Приемник 2 преобразует упругие импульсы в электрические сигналы, которые после усиления в усилителе 4 детектируются детектором 5 и после усиления в видеоусилителе 6 по кабелю 7 поступают в наземную панель. с

Нв вход видеоусилителя6 подается также сннхроимпульс из генератора импульсов 3, который соответствует моменту излучения упругого импульса в жидкость. В наземной аппаратуре сигналы усиливаются усилителем 8 и поступают на вход блока квантования по времени 9. B блоке 9 измеряется время с момента излучения импульса до момента приема эхо-сигнала (время пробега), в затем происходит квантование (разделение) всех принимаемых сигналов по времени пробега в трех временных интервалах.

Измерение времени пробега производится с помощью известных схем импульсной техники, Квантование сигналов по времени производится при помощи известных схем временной селекции. При этом в первый временной интервал попадают сигналы, время пробега которых соответ"твует преодолению расстояния от акустической системы до отражающего препятствия, находящегося в в зоне "3", ограниченной радиусами Ч вЂ” Ч1 (см. фиг. 2), и обратно, Во второй временной интервал попадают сигналы, время пробега которых соответствует преодоФлению расстояния от акустической системы до отражающего препятствия, находящегося в зоне "С, ограниченной радиусами

Ч вЂ” Ч (см. фиг. 2), и обратно. В третий интеовал попадают сигналы, время проФ бега которых соответствует преодолению расстояния от акустической системы до:отражающего препятствия, находящегося в зоне "К", ограниченной радиусами, Ч„ — Ч (см. фиг. 2), и обратно.

Если скважина имеет сечение, показанное

4 на фиг. 2, квантование сигналов происходит следу юнп. м образом.

Участки с генки Q.-5- и 4-B расположены в зоне 3, и сигналы от них попадают

\ в i . рвыйi временной интервал, который соответствует выходу блока квантования, со. единенному с зеленым прожектором цветного кинескопа.

Участок стенки ф - С расположен и зоне "С", и сигналы от него попадают во второй временной интервал, который соответствует выходу блока квантования, соединенному с сипим прожектором цветного кинескопа.

Участок стенки я -j расположен в зоне "К, и сигналы от него попадают в третии временной интервал, который соответствует выходу блока квантования, соединенному с красным прожектором цветного кинескопа.

При развертке луча кинескопа по горизонтали, которая синхронизирована с вращением акустической системы и скважине, на экране кинескопа прочерчивается строка

Я-Я (см. фиг. 3), соответствующая;развернутому сечению скважины. При этом отрезки строки ci - w u d — е зеленого цвета, отрезок Ь вЂ” с синего цвета, а

1 отрезок ) — красного цвета.

1 1

При каротировании скважинным прибором интервала скважины на экране 12 формируется цветное изображение, соответствующее прокаротированному интервалу.

При фотографировании изображения 12 фотоаппаратом 13 на цветную пленку получают цветной негатив, а затем после фотопечати позитив цветной акустической фотографии стенки скважины. При этом цвет отдельных деталей на акустической фотогра,фии, полученной по предлагаемому способу, дает информацию о глубине пространства, а интенсивность окраски (так же, как и интенсивность почернечия на черной-белой акустической фотографии) характеризует отражательную способность стенки скважины на данной элементарной площадке.

Ввиду того, что квантование эхо-сигналов производится в нескольких фиксированных интервалах, то и информацию о расстоянии от акустической системы прибора до стенки скважины (в том числе и в местах с пространственными нарушениями) можно получить только дискретную. B этом случае, чем больше дискретных измерений произведено внутри измеряемого ин .ервала, тем ближе квантованное расстояние к истинному.

Например, если испольэовать квантование сигналов на семь временных интервалов (что будет соответствовать семи цветам на акустической1фотографии), то можно выделить в околоскважинном пространстве семь концентрических зо . C. áúåêòû, распо ложенные на разных расстояниях от акустической системы (по радиусу), но находящиеся в пределах одной зоны, воспроизведены на акустической фотографии в одном цвете. Если задаться радиусом исследова- . ния, применяемым обычно для каверномеусв, равным 0,7 м, zet ripa семи интервалах на один интервал приходится 10 см по радиусу.

Таким образом, способ обеспечивает воспроизведение информации о глубине про, ц) странстпа на стечках скважин с точностью до 5 см. В лучае, если общий радиус исследования будет уменьшен, то способ обеспечивает большую точность.

Аппаратура акустического видеокарота25 жа, разработанная по данному способу, не заменит собой каверномеры, однако информация о глубине пространства на акустических фотографиях повышает их информативность и облегчает интерпретацию, по30 могая выявлять желоба, каверны и другие нарушения на стенках скважины.

Предмет изобретения

Способ акустического видеокаротахе, при котором поверхность стенки скважины сканируют по винтовой линии импульс оным ультразвуковым лучом, принимают эхо-сигналы, отразившиеся от стенки, пре образуют их в электрические сигналы, уси ливают, детектируют и модулируют этими сигналами по яркости электронно-лучевую трубку, на экране которой формируют изо- бражение участка стенки скважины и фо45 тографируют его, о т л и ч а ю щ и и М, что, с целью повышения инфор(мативности и обеспечения интерпретации данных каротажа, эхо-сигналы квантуют

50 по времейи пробега в различных временных интервалах и воспроизводят сигналы квантованных интервалов в соответствующих цветах на экране цветной электронно-лучевой трубки.

Тираж 619

Заказ 1185

Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР п> делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель Э. Терехова

Редактор О, Стенина . Техред . М. Левицкая Корректор С. Болдижар