Способ акустического каротажа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ544925 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС ЬщЪ ополнительное к авт, свид-ву 1) М. Кл,2 6 01 т 3 00 22) Заявлено 25.02.75 (21) 2107957/25 с присоединением заявки М Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий) Приори Опубликовано 30,01.77. Бюллетень ЛЪ 4 Дата опубликования описания 09.03.77 3) УДК 550:83(088.8 72) Авторы изобретения Н, Крутин, В. Т. Чукин и Т. В. Щерба 1) Заявитель союзный научно-исследовательский институ геофизических методов разведки 54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖ Изоб ение относится к геофизическим азведки полезных ископаемых, в к способам ак стического ка отажа способам рчастностискважин.Известен способ акустического каротажа сквахкин, состоящий в том, что в исследуесква)кигу опъска 1 от ак 1 сти 1 сскии возбуждают колебания излучателя зонда, принимают головцыс волны, создаваемые излучателем, и измеряют запаздывание по времени первого вступления сигнала на приемнике относительно момента возбуждения излучателя, так называемое интервальное время,Однако известный способ характеризуется неоднозначностью интерпретации получаемых данных, так как интервальное время зависит це только от пористости горных пород, но и от многих других факторов - модуля объемного сжатия, плотности, трещиноватости, свойств заполнителя пор, неровностей стенок скважины и др.Более точную интерпретацию позволяет осуществить способ, заключающийся в том, что снаряд-зонд помещают в скважину, возбуждают головные волны в жидкости и регистрируют фазовокорреляццонные диаграммы сигнала, принятого приемником снаряда-зонда Использование фазово-корреляционных диаграмм позволяет различить влияние таких дополнительных факторов, как каверпозпости,трещцноватости и др. ца величину интервального времени, что дает возможность точнее судить о пористости горных пород,Однако, следует указать ца то, что значи тельно большей чувствительностью к порцсто"ти обладает коэффициент поглощения упругих волн. Известен способ 1 куси еского каротажа с измерением коэффициента цогложеция упругих волн, Способ состоит в том, что в сква жине гозбуждают головные волны акустическим узлучателем снаряда-зонда, принимают эти волны двумя разнесенными по оси скважины приемниками упругих волн и, путем сравнения амплитуд сигналов на приемниках, судят о по глощеццц упругих волн в горных породах.Однако поглощение упругих волн измеряется с большей погрешностью, что значительно снижает прсимущсстга мстода. Увеличсцие погрешности измерений связано с неизбеж ными смещениями снаряда-зонда от оси скважины, его перекосами, с неровностями границ скважины, наличием глинистой корки и т.д.Наиболее близким к изобретению являетсяспосоо акустиеского каротажа, состоящий в 5 том, что измеряют смещение частоты максимума спектральной плотности сигналов, приш 1- маемых приемником упругих волн сцарядазонда, относительно частоты максимума спсктральной плотности сигналов, излучаемых 30 его излучателем. Указанное смещение544925 Формула изобретения Составитель Ю. Веселовский Техред Е, ПетроваКорректор Л. Котова Редактор Н. Коляда Заков 30,13 Изд. М 148 Ти раис 729 Подписное Ц 1111 ИПк 1 Гоудар)винюго комитета Совта Минитров СССР ио де,)ам и:)о)рийОткрьТи 113035 Чиква, )К.35, Раун)ская нао., д 4,5Типография, пр. Сапунова, 2 частоты максимума спектральной плотности вызвано тем, что в большинстве пород поглощение линейно растет с частотой, причем быстрота этого роста существенно зависит от величины и характера цористост)1, так ка:, отношение длины волны и размеров пор изменяется с частотой, что приводит к росгу рассеяния энергии упругих волн с повышением частоты, Смещение частоты максимума спектральной плотности, зависящее от быстроты роста поглощения более стабильно ц может быть измерено с большей точностью, чем само поглощение. Оцо содержит значительную информацию о пористостц среды и ее характере. Вместе с тем, такой метод оценки пористости обладают низкой чувствительностью и трудно реализуем в виде автоматических приборов.Предлагаемый способ позволят повысить чувствительность и снизить погрешность измерений за счет устрацсция влияния неровностей поверхности скважины. Это достигается тем, что сигнал головных волн, принятый приемником, фильтруют фильтром, например, верхних частот, измеряют мощность высокочастотной части спектра и мощность неотфильтрованного сигнала, а изменением частоты среза фильтра регулируют отношение указанных мощностей до заданной величины, например 1/2, и по частоте среза фильтра судят о пористости среды и характере ее заполнения.П р и м е р. Скважцццый снаряд-зонд, имеющий широкополосные акустический излучатель и приемник, помешают в исследуемую скважину. Электр оаку стический возбуждающий преобразователь зонда запитывают от генератора импульсов цли генератора шума, в силу чего последний излучает широкополосный сигнал в виде упругих волн в окружающую снаряд )кидкость. В исследуемой среде происходит иммерсионное возбуждение упругих волн, которые распространяюстя вдоль оси скважины и, в свою очередь, вызывают боковые волны в жидкости, регистрируемые приемником снаряда-зонда. Принятый сигнал через временной селектор, подавляющий мешающие типы волн, подают на фильтрацию, в качестве фильтра используют фильтр верхних или нижних частот с регулируемой частотой среза. После фильтрации отфильтрованный сигнал несет в ссбе лишь выскочасготцую цли низкочастотную часть спектра с частотами выше или ниже частоты среза фильтра. Сигнал послс фильтрации дстект)1 руют квадратичным дстектором, ца выходе котггрого получают сигнал, цро 1 вэрццо альцый мГ)шцостц сигнала со спектральными составляющими, частоты кото 5 рых в 1.1 гце 1)ли цц)кс частоты среза фильтра.ЛцалГ)гцчцГ) квадратцчць 1 Й дете,тор формирует сигнал, пропорциональный мощности всего принятого сигнала. Этот сигнал аттснюатором делят в заданном отношении, после чего срав О ццва)от его с сц)яалом детектора отфильтрованного сигнала. Затем, измен)цот частоту среза фильтра до тех цор, пока сравниваемые сигналы: сигнал, пропорциональный мощности всего принятого сигнала, поделенный аттеноР 5 атором и заданное число раз, и сигнал, пропорциональный мощности сигнала с частотамц выше илц цижс частоты среза фильтра, будут равны между собой. Частота срсза фильтра и будет той частотой, которая разделяет 20 энергетический спектр сигнала в заданном отношении.За счет роста цоглощен 1 я упругих волн вгорных породах с ростом частоты высокочастотные составляю)цце сигнала ослабляются 25 сильнее низкочастотных, что приводит к перераспределению энергии сигнала 1)о спектру и ее коццснтрациц в низкочастотной области, поэтому црц заданном Отцошсции сравниваемых энергией частота раздела будет поцц жаться в зависимости от быстроты роста поглощения с частотой. Последняя сап)ествеццо зависит от пористости среды и сс характера, а в высококачественном диапазоне и от вязкости заполнителя цор.35 Способ акустического каротажа, основанный ца иммерсиоццом излучении упругих волн 40 в исследуемую среду и приеме голош 1 ых волн,отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и снижения погрешностей, вносимых неровностями поверхности сква)кцц, аку стцчес 1(цц сцгцаЛ гОЛОВцЫХ ВОЛЦ 45 фильтруют, например, фильтром верхних частГ)тх цз)1 ср 51 От мошцГ)сть высокочастотцоц части спектра и мощность цсотфцльтровацного сц:цала и измсцсцисм частоты среза фильтра ре: улируют отцошсцце указанных мощностей 50 до заданной величины, например 1,2, и цочастоте среза фильтра судят о пористостц среды и характере заголцеция цор.