Способ акустического каротажа скважин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<н763829 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2409,75 (21) 2173539/25-18 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1509.80. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 150980 (51)М. Кл.з

G 01 V 1/40

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 834:

:622.241 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.М.Вдовин, И.Г.Жувагин и В.М.Коровин (7! ) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

Изобретение относится к способам проведения измерений при акустическом каротаже обсаженных и необсаженных скважин и решает задачу выделе5 ния различных типов упругих волн иэ полного акустического сигнала в процессе каротажа.

Известны способы акустического каротажа, при которых выделяют отдельные типы волн из импульса, представляющего собой суперпозицию нескольких типов упругих волн 1,Ц2), в которых предусматривают выделение на временной оси исследуемой части 15 полного сигнала по отношению скоростных характеристик или путем ортогонального детектирования переносят, амплитудно-фазовый спектр сигнала к нулевой частоте и с помощью фильтра -20 низких частот выделяют необходимые типы волн. Однако отношение скоростных характеристик волн не является величиной постоянной для различного типа геологических разрезов, поэто- 25 му фиксированное окно на временной оси полного акустического сигнала не позволяет достаточно надежно выделять отдельные типы волн в процессе каротажа, С большой погрешностью 39 этот способ позволяет выделить и измерить лишь максимальную амплитуду поперечной волны и не пригоден для измерения ее кинематических характеристик.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является способ акустического каротажа (3) включающий возбуждение в скважине ультразвуковых колебаний и регистрацию параметров отдельных типов волн с разделением по каналам и запоминанием на регистраторе. Способ позволяет обработать полный акустический сигнал и надежно выделить из него отдельные типы волн для последующего измерения их параметров .. лишь в случае хорошего частотного и временного их разрешения, что также не характерно для большинства геологических размеров. Известно, что наиболее важный в акустическом каротаже случай разделения продольной и поперечной волн характеризуется частотным разрешением 1,1-1, 4, и в случае их суперпоэиции огибающая амплитудно-фазового спектра не будет принимать нулевого значения, что не Позволит с помощью частотной

763829!

О

ЗО

65 фильтрации выделить поперечную волну для измерения ее кинематических параметров. В случае других типов волн этот способ также имеет ограничения из-за укаэанных недостатков.

Цель изобретения — повышение надежности выделения различных типов волн из импульса, представляющего собой суперпоэицию нескольких типов упругих волн и повышение точности регистрации их кинематических параметров.

Цель достигается тем, что при исследовании сигналов акустического каротажа в обсаженных и необсаженных скважинах по предлагаемому способу принимаемый сигнал подвергают непрерывной время-периодной селекции, для чего сравнивают длительность первого полупериода колебаний с длительнос тью второго, второго с третьим и далее до тех пор, пока последующий полупериод не будет отличаться от предыдущего на заранее выбранную величину, затем измеряют время прихода последующей волны по породе относительно начала излучения импульса в исследуемую среду или начала зоны суперпозиции различных волн.

В акустическом каротаже сигналы каждого типа волны обычно представляют собой колоколообразный импульс с высокочастотным заполнением.

В результате суперпоэиции сигналов двух типов волн видиьый период

Т1колебаний в зоне интерференции будет отличаться от видимого периода

Т колебаний предшествующего сигнала (предшествующей упругой волны) на величину

Искажение периода колебаниИ в зоне интерференции двух сигналов используется как отличительный признак: во время-периодной селекции полного акустического сигнала для выделения волн различных типов. В процессе акустического каротажа в реальном масштабе времени производится анализ длительности первого полупериода колебаний, который затем сравнивает-. ся со вторым полупериодом, второй сравнивается с третьим и т.д. до тех пор, ° пока последующий полупериод не будет отличаться от предыдущего на заранее выбранную величину, т.е. осуществляется операция

0,5Т 0,5T Ig д где д — заданная сшибка, учитывающая влияние скважины на искажение импульса и частичные соотно шения волн для реальных геологических условий.

В случае выполнения этого условия определяется начало колебаний, соответствующих различным типам упругих волн в полном акустическом сигнале, представляющем собой как суперпозицию.

Способ акустического каротажа позволяет выделить поперечную волну, гидроволну, поверхностные волны и т.д. в необсаженной скважине, выделить сигнал по породе и по колонне в обсаженной скважине, а также развести по каналам с последующей отдельной регистрацией кинематических и динамических параметров сигналы каждого типа волн. Это значительно повышает наряду с эксплуатационной надежностью регистрирующей аппаратуры ее помехозащищенность. Четкое выделение различных типов волн с увеличением количества принимаемой информации позволяет повысить геологическую эффективность исследований в необсаженных скважинах и при контроле за разработкой нефтяных и газовых месторождений.

При реализации способа акустического каротажа применяют устройство, содержащее блок выделения нулей, состоящий из усилителя-ограничителя, инвертора, двух пороговых устройств и источника порогового напряжения, блок управления, содержащий генератор опорных импульсов и каскад формирования импульсов по выделенным нулям, два счетчика и каскада перекладки кода, умножителя и компаратора.

При исследованиях трехэлементным зондом с двумя каналами регистрации в схеме устройства используется четыре счетчика, по два в каждом канале.

Компаратор выделяет зону нечувствительности 0,5T+ d и если длительность анализируемого полупериода не укладывается в нее, то выдается командный импульс о приходе волны другого типа, которым последующая часть сигнала направляется в вычислитель параметров этой волны. В это время время-периодный селектор продолжает сравнивать полупериоды колебаний относительно нового значения и при последующем несовпадении длительности с зоной нечувствительности снова выдает командный импульс о приходе волны нового типа или появлении эоны интерференции в анализируемом сигнале. Критерием выделения определенного типа волны из полного акустического сигнала является изменение длительности полупериода колебаний в волнах различных типов и в зоне их суперпозиции.

Формула изобретения

Способ акустического каротажа скважин, включающий в себя возбуждение в скважине ультразвуковых колебаний и регистрацию иараметров отдельных типов волн с разделением по каналам и запоминанием на регистраторе

763829 Составитель Э.Терехова

Техред Т.Иаточка Корректор M.Bèãóëà

Редактор И.Шубина

Заказ 6276/40 Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ ГЬсударственного.комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 или аналоговом самзписце, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности выделения различных типов волн иэ импульса, представляющего собой суперпозицию нескольких типов упругих волн, и повышения точности регистрации их кинематических параметров, принимаемый сигнал подвергают непрерывной времяпериодной селекции, для чего сравнивают длительность первого полупериода колебаний с длительностью второго, второго с третьим и далее до тех пор, пока последующий полупериод не будет отличаться от предыдущего на заранее выбранную величину, затем измеряют время прихода последующей волны по породе относительно начала излучения импульса в исследуемую среду или начало зоны суперпозиции различных волн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CQIA 9 3333238, кл. 340-18, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9 227952, кл. G 01. V 1/40, опублик.

1968.

3. Авторское свидетельство СССР

9 396650, кл. G 01 V 1/40, опублик.

1974 (прототип).