Способ обработки сигналов акустического каротажа скважин

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5 авцс 1 мое о льства -азт, свцд 51) М.Ел, 6 01 1(4 25 73 (21) 189759 22) Заявлен цсоединенцем заявки Ъ Гасударственный комитетСовета Министров СССРао делам изобретенийи открытий 2) Прцоритет -публиковано 15.04.7 53) УДК 550.884 (088.8) юллетень Ъ Дата опубликования описания 17,02.75(72) Авторы изобретения В. А. Линьков, О кслер знецов Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии1) Заявитель АКУСТИЧЕСКОГ ОБРАБОТКИ СИГНАЛО КАРОТАЖА СКВАЖ 54) СПО обработке сцвналоз е обсаженных и нс Изобретение относ 11 гся кпри акустическом каротажобсакенцых скважин.Для исследования физико - механических 5свойств псрод прп акустическом каротажс применяются временные и спектральные методы анализа сигналапо результатам ооработки которого производится интерпретация материалов. 1 ООднако сигналы, соответсгвующие дажеодному типу упругой волны, как правило.представляют собои суперпозицию,нескольк:1 х мод колебаний. Ак 1 плитудные ц фазовые характеристики суммарного сигнала це равны 10 соответствующим характеристикам составляющих колебаний и зависят как от количестза составляющих частот, так и от их амплитуднофазовых соотношений, Ввиду того, что скорости,распространения и коэффициенты затух 1- 20 ния упругих волн в породах являются частотно-зависимыми функциями, интерпретац:1 я с:1: - палов по амплитудному показателю двух- и л-элементных акустических зондов прц наличии в сигнале нескольких различных частот с 25 сопзмерцмымц ав 1 плитудами приводит к значительным ошибкам в,расчетах, так как изменения аъплптудных ц фазовых соотношений, составляющих сигнал частот, различны при прохождении различных путей от излучателя З 0(излучателей) к приемникам 0 пр 1:емциы ). Фазовые и амплитудные соотношения з каждый момент времени являются функц 1;ей н сколькпх независимых переменных при неизенноз Опект 1 е пзлученпя, таких .аьз п 21 с.- мотры сквакины (днахетр, качество,цементац 1 и затрбцого пространства и т.,п.). положение ск 32 жинного прпюо 12 3 стволе скз 2 жцны, фЦЗЦКО-МЕХ 2 ЦИЧЕС 1 ИЕ С 3011 СТЗ 2 ПОР О 3 ОКОЛС- скважцнноз 1 пространстве и т.,д., кото 1 ые 3 большец цлц меньшей степени явля:огся случайньгми. Поэтому опшбкц,з расчетах по амплитудным парамепрам сигналов акуст 1:ческсгс каротака также случайные, учесть пх пар тер 1 претацпш невозможно.Для точного определения ахПлцтудцых соотношений всех колебанпй, зхсдящцх з одипредставляющей сооой суперпозиццю нескольких ПО п льсных,кОлебс. ццй, предлагается способ, по которому составляют сиитетический сигнал, например, путем последовательного суммирования реальных сигналов, производят частотный анал:1 з этогс сигнала, выделяют спорные частоты, а загс определяют истинные значенця амплитудных ц фазовых соотцошений с помощью с 1 п 1 хронцой цлц когеренгно 1 обработки.Сущностью изобретения является сзреде,.е. н 1 е частотного состйва исследуем Ото сигнал:; при помощи спектрального анализа сс:тазц424100 30 35 40 45 50 55 ваяния реальных сипналов, производят частотный анализ этого сигнала выделяют опорные 60 Составитель Э. ТереховаТехред Е. Борисова Редан тор И. Шубина Корректор Н. Унакина Заказ 3674 Изд ЦЬ 1519 Тираж 678 Подписно ЦНИИПН Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Обл. тпп, Костромского управления издательств. полигпа(Ьии и книжной тоогонлн го сигнала, образованного с помощью последовательного суммирования, преобразующего зремя исследования ио закону:= + Пт, (1) где: 1 - время существовання составного сигнала; г - текущее время; т - длительность исследуемого импульса; п=1, 2, 3 , велнчнна г выбирается пз условия необходимого времени существования составного сигнала.После суммирования получают сигнал с амплитудной модуляцией лерподнческпм сиггналом, представляющий собой последовательность исследуемых импульсов. Длительность этото сигнала зависит от выбранного значения п, которое вььбирается нз условия неоаходнмото сужения спектра огибающей снпнала, которое определяется уравнением: Лоз ( озр - щр (2) где Лез - асктпвпая шиврпна спектра функции огпбающе 11; озр; срр. л - преобладающие частоты, составляющие колебания внутреннего заполнения, рааположенные рядом на частотной осп; р - индекс мод колебаний, составляющпх суммарный сипнал.Сложение конца предыдущего иипульса с началом последующего должно осуществляться в нулевой точке без разрыва плп излома фазы колебания суммарното снгнала при определении т на уровне, большем, чем 0,1 от максимальной амплитуды импульса. Прп меньшнх уровиях определения т допускаются фазовые нарушения прп сложении иьпульсов.Из теории спектров известно, что колебания с амплитудной модуляцией перноднческим сигналом обладают лннейчатым опектром, центральная частота которого расположена на частоте колебаний внутреннего заполнения, а спектральные составляющпе отстоят друг от2 лдруга на величину Й= - , где Т - лернодТ повторения функции огибающей.11 сследуемый нмсдульсный сигнал являетя в нкцией и (г) = Сl асов (сор г+гр ),р(т) гарн 0т0 прп (0; 1)тфункция огнюающей импульса.Если принять Т=т, где т - длительность исследуемого пмпульса, нмпулвсный сигнал и(1) прпведется к сигналу с амплитудной модуляцией е(1), функция модуляцнн которого является периодической с периодом т н по форме, соответствующей огибающей пмпульса с 7 (1), Представим функцию с 7 (1) в виде ряда Фурье, тогда сигнал е(г) примет вид: 10г 20 25 е, ) =С "яп нр 1+срр) - ; -рУ ", совсор ко)1+4 А (4 /; рСоСргде агр =, - порцнональные коэффнСгциенты модуляции; Со, Сд - амп;витуды соответствующих спектральных составляющих; к - номера гармоник.Из равенства (3) вцдно что спектр составного сигнала представляет собой сумму л 41- нейчатых спектров функции огибающей, раз- опесенных на частоту О =, причем боковые спектры ослабленны отноонтельню спектра, расположенного на центральной частоте, г,раз, Если т выбирается по уровню 0,1, тогда тр прн к=р=1 равно 0 9 и амплитуды боковых спектров уменьшаются по отношенио к центральной;спектральной составляющей, больше чем в 2,2 раза. Кроме того, спектр, представленный уравнением (3), содержит теоретически бесконечное количество спектральных составляющих. Однако поскольку огибающая составного сигнала представляет собой периодическую функцию амплитуды спектральных составляющих и ри удалензи от центральной частоты будут достаточно быстро убывать. Из этого следует, что при правильном выборе и, прн котором выполняется условие (2), спектры различных мод колебаний будут разделены по частоте. Максимум каждого спектра определяет частоты, составляющие сигнал. По известному частойному составу применяя сннхронную нлн когерентную юбработку, определяют истинное значение амплитуд колебаний, входящих в состав исследуемого сигнала.Дальнейшая обработка материалов акустического каротажа производится с помощью известной в настоящее время методики с учетом одночастотиых колебаний. Предмет изобретения Способ обработки сигналов акустического карютажа скважин, основанный на регистра ции упругих волн в скважине и нх спектральном анализе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вычисления кинематнческих и динамических парамепров отдельиых типюв упруппх волн, лредставляющих собой суперпозицию иескольких разночастотных мюд колебаний, составляют синтетический сигнал,например, путем последовательного суммирочастоты, а затем определяют истинные значения а,мплитудных и фазовых соотношений с помощью синхронной плн когерентной обработки,